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PsiQuantum apuesta por la luz para un ordenador cuántico de 100 gabinetes
PsiQuantum afirma que la fotónica y las fábricas de chips existentes pueden entregar un ordenador cuántico útil, con sistemas operativos, es decir, listos para el hardware, previstos en Australia para
Imagen: MIT Technology Review
PsiQuantum intenta construir una de las máquinas más ambiciosas del sector tecnológico: un ordenador cuántico hecho de fotones y distribuido en aproximadamente 100 gabinetes criogénicos. La compañía asegura que esa escala podría finalmente hacer que la computación cuántica sea comercialmente útil, abordando problemas que a los ordenadores convencionales les tomaría millones de años resolver.
Fundada en 2016 por cuatro físicos de universidades del Reino Unido, PsiQuantum se ha destacado en un campo saturado por dos razones. Apunta directamente a un sistema grande y útil en lugar de a máquinas intermedias más pequeñas, y trabaja con GlobalFoundries para fabricar su hardware en fábricas de semiconductores existentes. Ese argumento ya ha atraído un importante respaldo: la compañía recaudó 1.000 millones de dólares el año pasado, inició obras en Chicago con socios gubernamentales locales y está construyendo un segundo emplazamiento en Australia que, según afirma, estará operativo, es decir, listo a nivel de hardware, en 2027. También es una de solo dos empresas, junto con Microsoft, que han alcanzado la tercera etapa de un programa de evaluación gubernamental para firmas cuánticas.
Para PsiQuantum, la promesa es práctica. Philipp Ernst, vicepresidente de aplicaciones cuánticas de la compañía, dice que modelar los efectos de las enzimas citocromo P450 sobre un fármaco específico puede llevar hoy más de 10 años, pero «pretendemos reducirlo a cuatro minutos».
Los chips de la compañía estarán dentro de grandes gabinetes, y se espera que un ordenador cuántico comercialmente útil necesite unos 100 de ellos conectados entre sí.
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Por qué PsiQuantum usa fotones
Los ordenadores cuánticos usan qubits, que pueden existir en múltiples estados a la vez en lugar de solo 1 o 0. En teoría, eso los hace muy adecuados para simular la química y la física de forma mucho más directa que las máquinas actuales. En la práctica, los prototipos actuales siguen siendo demasiado pequeños y propensos a errores para ser útiles.
El enfoque de PsiQuantum es usar partículas de luz como qubits. Como argumenta el cofundador Terry Rudolph, los fotones pueden preservar estados cuánticos durante mucho tiempo. El problema es que se mueven rápido, se dispersan fácilmente y normalmente se atraviesan entre sí en lugar de interactuar, lo que dificulta la computación.
Un avance clave se produjo en 2001, cuando investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos y de la Universidad de Queensland demostraron que redes de divisores de haz y detectores podían imitar eficazmente las interacciones entre fotones. PsiQuantum se fundó para convertir esa idea en hardware.
«No creo que sea coincidencia que la Revolución Industrial coincidiera con nuestra capacidad para calcular y simular las leyes de la mecánica newtoniana, las leyes de la termodinámica,… las leyes del electromagnetismo clásico. Siempre que tenemos más poder para calcular, simular y comprender las cosas, construimos máquinas increíbles que surgen de ello.»
WINNI WINTERMEYER
WINNI WINTERMEYER
El cofundador y director científico de PsiQuantum, Pete Shadbolt, a la izquierda, y la maquinaria que la compañía construyó para fabricar su propio titanato de bario a la derecha.
Sistemas de refrigeración, materiales a medida y fábricas existentes
La carga de ingeniería es inmensa. Los gabinetes de PsiQuantum actualmente funcionan a 2 K, o -456 °F, con un objetivo de -452 °F. A diferencia de muchos otros enfoques cuánticos, no es necesario enfriar toda la máquina hasta ese nivel; solo los detectores de fotón único lo requieren. En mayo, la compañía dijo que parte de los 100 millones de dólares previstos de financiación del CHIPS Act se destinará a esos detectores.
Una gran parte de la financiación de PsiQuantum se destina a maquinaria de refrigeración personalizada que utiliza helio líquido. Aquí se muestra una parte del sistema de refrigeración de la compañía en Milpitas, California.
Esos sistemas de helio están entre los mayores costes de capital en la computación cuántica, y PsiQuantum también está invirtiendo mucho en otros ámbitos. Un ejemplo es el titanato de bario, un cristal que la compañía usa para encaminar fotones con muy poca entrada eléctrica. Como el material no estaba disponible a escala, PsiQuantum optó por fabricarlo internamente. Cuando MIT Technology Review visitó, cada disco de oblea llevaba alrededor de 12 horas; la compañía ahora dice que produce varios al día. Los discos se envían luego a GlobalFoundries en Malta, Nueva York, donde se fabrican los chips.
WINNI WINTERMEYER
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PsiQuantum ha invertido mucho para fabricar su propio titanato de bario, un material con una estructura cristalina delicada que es difícil de producir.
Esa es la esencia de la apuesta de PsiQuantum: que esta complicada cadena de suministro aún puede escalar mejor que los enfoques rivales porque se asemeja a una versión avanzada de la industria de fotónica de silicio existente, ya utilizada en centros de datos. La prueba de esa afirmación podría llegar pronto. Como señala la fuente, tras años de trabajo a puerta cerrada y cientos de millones en inversión, las señales de si PsiQuantum puede cumplir podrían comenzar a aparecer tan pronto como el próximo año.
Computing Editor
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