Els grans laboratoris del món van prometre que els ordinadors quàntics ho transformaran tot: des de la medicina fins a l'economia. No obstant això, darrere d'aquests anuncis hi ha un obstacle elemental i poderós. Aquesta barrera no és en la matemàtica ni en la programació, sinó en alguna cosa tan simple i tan implacable com la calor.

Per entendre-ho, primer cal saber què fa especial un ordinador quàntic. A diferència dels ordinadors normals, que treballen amb bits, uns i zeros, els quàntics fan servir cúbits. Un cúbit pot ser, de forma simplificada, un “bit” que està al mateix temps en un i en zero, cosa que permet el processament d'enormes quantitats d'informació en paral·lel. Però aquesta capacitat només existeix mentre els cúbits estiguin en un estat delicat. N'hi ha prou amb el més mínim soroll, vibració o canvi de temperatura perquè perdin la seva “màgia quàntica” i col·lapsin.

Per això, els cúbits necessiten viure gairebé congelats. Literalment, a temperatures properes al zero absolut, és a dir, més fredes que l'espai exterior. Per aconseguir-ho, les empreses fan servir màquines anomenades refrigeradors de dilució, que semblen canelobres metàl·lics penjant del sostre, amb múltiples nivells i tubs de coure. Aquests sistemes mantenen els xips quàntics a temperatures de tot just 0,01 graus sobre el zero absolut. En aquest entorn gèlid, existeixen els cúbits. Però hi ha un problema: cada vegada que calculen es genera calor.

Aquesta calor és diminuta, però acumulada esdevé letal per al sistema. A mesura que s'afegeixen més cúbits, més unitats de processament quàntic, augmenta la quantitat de cables, senyals elèctrics i connexions necessàries per controlar-los. Cada cable introdueix una minúscula quantitat de calor.

Cada operació, cada lectura, cada correcció d'error suma una mica més. Els refrigeradors actuals poden dissipar només una certa quantitat abans que la temperatura comenci a pujar i els cúbits perdin coherència, és a dir, deixin de funcionar com a cúbits.

Avui, segons càlculs de diversos experts, aquest límit apareix al voltant dels mil cúbits. Més enllà d'això, el sistema esdevé inestable. El problema és que un ordinador quàntic realment útil, capaç de superar els superordinadors clàssics, necessitaria centenars de milers o fins i tot milions de cúbits funcionant al mateix temps.

En altres paraules, som a la vora d'un mur tèrmic impossible d'escalar amb la tecnologia actual. No es tracta de “fer un refrigerador més gran”, perquè la mida no resol la termodinàmica. Aquesta calor es concentra dins dels conductes i destrueix l'estabilitat quàntica.

Alguns científics comparen aquest punt mort amb el que va ocórrer a la informàtica tradicional fa vint anys. Durant dècades, els enginyers van aconseguir que els xips fossin cada cop més ràpids, simplement fent-los més petits. Però va arribar un moment en què en reduir la mida dels transistors, la temperatura va pujar, les fuites elèctriques es van multiplicar i el progrés es va aturar.

Aquest límit es va anomenar “límit de Dennard”. Des de llavors, en lloc d'augmentar la velocitat, els ordinadors només sumen més nuclis o recorren a xips especialitzats com les GPU. Amb la computació quàntica passa una cosa semblant, només que molt abans, ja que ni tan sols arribem al punt que funcioni de manera pràctica, i ja s'ha topat amb el seu sostre tèrmic.

Per això, la idea que els ordinadors quàntics estaran al mercat en pocs anys és, per ara, una il·lusió. Els sistemes que existeixen funcionen amb desenes o centenars de cúbits i duren segons o minuts abans que els errors els inutilitzin. Les correccions d'error, que haurien de ser el salvavides del sistema, empitjoren el problema perquè generen més calor. Si es construís una màquina d'un milió de cúbits amb els mètodes actuals, es necessiten refrigeradors gegantescos, més grans que un edifici, amb milers de cables baixant a temperatures impossibles. Això és física i econòmicament inviable.

Aquí entra un actor inesperat, la intel·ligència artificial (IA). Encara que no pot canviar les lleis de la física, la IA ajuda a trobar materials i configuracions noves que tolerin temperatura o dissipin la calor de manera més eficient. Alguns laboratoris ja la fan servir per dissenyar cúbits menys sensibles o per optimitzar la disposició dels components dins de la cambra criogènica. Però aquestes solucions són experimentals i estan a anys, potser dècades, de traduir-se en resultats concrets.

Mentrestant, diverses línies d'investigació busquen alternatives a aquest coll d'ampolla. La més coneguda és la dels cúbits fotònics, que fan servir llum en lloc d'electricitat. El seu avantatge és que els fotons no necessiten temperatures properes al zero absolut ni s'escalfen com els superconductors. En teoria, construeixen ordinadors quàntics que funcionin a temperatura ambient. Però el seu desavantatge és un altre, ja que manipular la llum a escala quàntica és difícil.

Mantenir l'entrellat dels fotons i fer-los interactuar entre si amb precisió requereix òptiques perfectes i materials que encara no existeixen a l'escala necessària. Empreses com PsiQuantum aposten per resoldre-ho, però els experts calculen que, fins i tot amb grans inversions, falten almenys vint o trenta anys perquè aconsegueixin un sistema comercial estable.

Una altra línia són els cúbits de spin, basats en electrons atrapats en semiconductors com el silici. S'assemblen més als xips tradicionals i aprofiten la infraestructura industrial existent. A més, operen a temperatures més altes, al voltant d'1 kelvin, molt més manejables que els milikelvin dels superconductors. No obstant això, el problema aquí és la fragilitat del control, qualsevol fluctuació magnètica o impuresa atòmica trenca la coherència. Es van aconseguir demostracions prometedores amb uns pocs cúbits, però l'escala industrial encara és molt lluny.

També hi ha els cúbits topològics, la gran promesa teòrica. En lloc de dependre d'estats fràgils, es basen en propietats geomètriques de la matèria, cosa que els faria gairebé immunes al soroll i a la calor. En teoria, serien els cúbits perfectes. El problema és que, per ara, ningú ha presentat un cúbit topològic que funcioni. Són més una esperança matemàtica que una tecnologia tangible. Si alguna vegada s'aconsegueix, canviarà tot, però no hi ha motius seriosos per creure que això ocorri abans del 2050 o 2060.

Per això, els anuncis que asseguren estar “a punt” d'assolir la supremacia quàntica o de tenir màquines “comercials” són, en el millor dels casos, exageracions i, en el pitjor, propaganda. I en això, la Xina s'emporta el primer premi. El seu govern va convertir l'exageració tecnològica en una eina política.

Cada pocs mesos anuncia avenços “revolucionaris” en computació quàntica, IA o energia de fusió. Cap no es publica en revistes internacionals amb revisió científica i la majoria no es torna a esmentar mai més. El que sí que torna és el missatge: “La Xina lidera el futur”. Aquesta estratègia de propaganda es repeteix des de fa anys. No es tracta de ciència, sinó de prestigi intern i poder geopolític. Exagerar és part del mètode.

En realitat, ni la Xina, ni els Estats Units, ni Europa han demostrat un camí viable per construir un ordinador quàntic massiu. Els comunicats parlen de “prototips”, “fulls de ruta”, “acceleració quàntica”, però tot segueix dins del laboratori. El salt dels mil cúbits experimentals als milions necessaris no és d'enginyeria, sinó de física fonamental. Requereix un avenç equivalent a descobrir un nou tipus de matèria o un principi de refrigeració radicalment diferent.

Per això, els terminis realistes no són cinc o deu anys, com es repeteix en conferències o informes de consultores, sinó diverses dècades. És poc probable que la computació quàntica útil, la que revolucionarà el món, arribi abans del 2050, si és que arriba. El límit tèrmic és una muralla que ni els diners ni la propaganda travessen. L'únic que l'accelerarà és l'aparició d'un nou paradigma físic, i encara que la IA pot ajudar a explorar-lo, la troballa no depèn de la voluntat ni del màrqueting, sinó de la naturalesa mateixa.

En definitiva, mentre la física segueixi sent la que és, el fred seguirà sent l'enemic número u de la computació quàntica. I fins que es derroti aquest enemic, els titulars que anuncien el futur quàntic seguiran sent el que són: promeses congelades.

Les coses com són