Les innovacions tecnològiques acostumen a arribar en onades successives, amb les seves crestes i refluxos. En les darreres dècades n’hem vist unes quantes, d’aquestes onades: l’arribada de la computació al núvol, l’esclat del big data, el blockchain i les criptomonedes o el metavers. La darrera onada ha estat la irrupció de la intel·ligència artificial generativa, que ha posat la IA d’una manera definitiva al centre de l’atenció pública.

Hi ha una altra revolució científico-tecnològica que s’està produint a hores d’ara, que avui encara no té el nivell de reconeixement massiu dels exemples esmentats, però que és molt probable que l’assoleixi en un futur no gaire llunyà i esdevingui una nova i gran onada. Es tracta de la computació quàntica.

La computació quàntica és una disciplina emergent que està estretament relacionada amb l’evolució de l’ordinador quàntic. Els ordinadors clàssics es basen en circuits electrònics que funcionen amb la lògica binària, que té com unitat d’informació el bit, amb dos valors possibles: “0” o “1”. En canvi, els ordinadors quàntics operen segons els principis de la mecànica quàntica que governa el comportament de les partícules atòmiques i subatòmiques. Aquí, la unitat d’informació es coneix com qubit que, gràcies a les propietats de superposició i entrellaçament, pot valer “0”, o “1“ o ambdós valors a la vegada. Aquesta característica confereix als ordinadors quàntics una potència de càlcul enormement superior a la dels ordinadors clàssics.

Hi ha diverses tecnologies que permeten implementar ordinadors quàntics, totes elles en fase de desenvolupament i progressiva consolidació, però l’ús comercial i a gran escala d’aquests dispositius és encara llunyà. Malgrat això, darrerament s’ha avançat a un ritme molt més ràpid del que s’havia previst fa uns anys i, contínuament, s’anuncien nous assoliments. Un dels més recents és l’aparició de l’ordinador CONDOR, produït per l’empresa IBM, i que incorpora 1000 qubits. Gegants tecnològics com Google o Microsoft, altres empreses més especialitzades, start-ups i centres universitaris i de recerca també estan progressant en el desenvolupament dels seus ordinadors quàntics.

La computació quàntica és rellevant perquè permetrà abordar problemes que necessiten una potència de càlcul tan elevada que, avui, ni els supercomputadors clàssics poden oferir. Aquests problemes es poden agrupar en diverses categories (simulació, optimització, factorització, etc.) i afecten diversos sectors (indústria farmacèutica i química, sector financer o logística i transport, entre altres). Així, a mode d’exemple, s’estima que la computació quàntica tindrà un impacte disruptiu en el sector farmacèutic, perquè podrà abordar problemes de simulació relacionats amb la síntesi de noves molècules que avui no es poden resoldre. I, com aquest, es poden imaginar molts encreuaments entre categories de problemes i sectors el que dóna una idea del potencial de creixement i abast d’aquesta tecnologia. Les projeccions d’algunes grans consultores estimen que la mida del mercat de les tecnologies quàntiques superarà els 100.000 milions d’euros en els propers 15 anys.

En paral·lel a l’evolució del hardware quàntic, s’està desenvolupant el software necessari per a la computació quàntica. Els models i llenguatges de programació per als ordinadors quàntics són diferents dels de la programació clàssica i, per tant, els professionals que es dediquen a la computació quàntica han de combinar un excel·lent coneixement de l’enginyeria informàtica de sempre, conjuntament amb una comprensió de la física quàntica i sòlids coneixements d’àlgebra.

Una característica de la computació quàntica és la proliferació de les anomenades llibreries de codi obert, és a dir, conjunts d’algorismes que es posen a disposició dels programadors per tal de facilitar la seva formació en aquesta nova disciplina i fomentar el creixement de comunitats de desenvolupadors que ajudin a impulsar la computació quàntica i vagin introduint aquestes solucions en la indústria. Una altra característica de la computació quàntica és l’existència de simuladors quàntics, és a dir, aplicacions de software que emulen el comportament dels ordinadors quàntics i permeten practicar la seva programació. Aquests simuladors supleixen la manca de disponibilitat a gran escala d’ordinadors quàntics reals i solen estar disponibles al núvol. Per últim, cal destacar que la computació quàntica té un paper fonamental en les comunicacions i, en particular, en la seva seguretat gràcies a l’aplicació de la criptografia quàntica que permetrà una transferència segura de les comunicacions digitals.

Joan Mas, director de l’Àrea Digital del centre tecnològic Eurecat