Un ordenador en la nevera

«Excursión del curso avanzado de Física a un instituto de investigación en tecnología cuántica en Renania», leyó Sabine en voz alta. «Salida a las 7:15 desde el aparcamiento del instituto. Se buscan todavía dos acompañantes. Calzado resistente. Ningún objeto metálico cerca de las instalaciones. Muchas gracias, M. Demir.»

«Voy yo», dijo la abuela Gisela.

«Mamá, ¿tú no llevas objetos metálicos?», preguntó Uwe.

«Tengo una cadera de titanio. Me la llevo. No se va a quedar sola en casa.»

«Y yo también voy», dijo Uwe.

Todos lo miraron. En las últimas semanas, a Uwe no le había gustado hablar de cuántica. Las acciones de QuantumLeap Ruhr AG ya estaban en el contenedor del papel, junto con el folleto en el que un señor sonriente instalaba un ordenador cuántico en una cocina de diseño. Debajo había una cita que Tobi había encontrado después también en el anuncio de un filtro de agua. Palabra por palabra.

«Quiero verlo una vez con mis propios ojos», dijo Uwe. «Pagué dos mil euros por un trasto de esos. Por lo menos quiero saber qué pinta tiene.»

«Pagaste por una promesa», dijo Sabine. «No por un trasto.»

«Con la compañía de la luz pasa igual. Allí lo llaman pago a cuenta.»

Tobi puso los ojos en blanco. «¿Venís los dos? ¿A mi excursión?»

«Seremos muy discretos», dijo Gisela.

«En el cine, con los créditos, dijiste en voz alta: “¡Por fin!”.»

«Es que la película se había acabado.»

Desde el rincón llegó un carraspeo, algo que KevIn en realidad no sabía hacer. «Yo también quisiera apuntarme como acompañante.»

«Tú no tienes zapatos», dijo Tobi. «Calzado resistente.»

«Tengo una aplicación. Puedo ir contigo en tu móvil.»

A KevIn no le gustaba usar la aplicación. Decía que dentro se sentía como una persona metida en una maleta. Pero aquel iba a ser el primer ordenador cuántico de su vida y, como él mismo subrayó, «nunca había visitado a un colega que viviera más frío que yo».

«No es un colega», dijo Tobi.

«Eso no lo sabremos hasta que miremos», dijo KevIn. «Con la cuántica pasa así.»

El autobús

A las 7:15, Gisela estaba en el aparcamiento del instituto con dos latas de estrellas de canela y un termo. A las 7:16 ya había repartido la primera lata entre la clase de Física. A las 7:20 conocía por su nombre a los dieciocho alumnos, y tres de ellos ya le habían contado qué querían hacer después del bachillerato.

«Señora Brettschneider», dijo el señor Demir, «es usted la mejor acompañante que he tenido nunca.»

«He criado a un hijo y he sobrevivido a un club de bolos», dijo Gisela. «Después de eso, una puede con todo.»

El señor Demir miró a Uwe. Uwe asintió. No había nada que añadir.

El señor Demir tenía cuarenta y muchos años, llevaba el gorro con Saturno y una chaqueta con el logotipo del grupo de astronomía del instituto y tenía, como decía Tobi, «ese brillo en los ojos cada vez que alguien usa mal lo de “año luz”». Se sentó al lado de Uwe, porque delante solo quedaba libre el asiento junto al conductor, y el conductor iba escuchando Schlager, esas canciones alemanas de verbena.

«Señor Brettschneider», dijo amablemente. «Tobi me ha contado lo de sus acciones.»

Uwe miró por la ventanilla. «Tobi cuenta demasiado.»

«Solo quería decirle que no es usted el único. En 1999 me compré un libro que decía que en 2010 pasaríamos las vacaciones en Marte.»

«¿Y?»

«En 2010 estuve en Bottrop.»

Uwe se rio por primera vez en semanas de algo cuántico. Desde el fondo del autobús, Susi gritó: «Señor Demir, ¿y cómo de frío está ese aparato?»

«Eso», dijo el señor Demir, «os lo va a explicar hoy alguien que lo toca todos los días.»

«¿Eso se toca?», preguntó Gisela, asustada.

«Con guantes», dijo KevIn desde el bolsillo del pantalón de Tobi. «Y con muchísimo tacto. Por todo lo que he leído, es el aparato más sensible de Renania.»

«¿Más sensible que Herbert?»

KevIn se lo pensó. En algún lugar entre Dublín y Fráncfort, un ventilador giró un poco más deprisa. «Está reñido.»

La lámpara de araña dorada

El instituto estaba detrás de una valla, una barrera y una recepcionista que revisó dieciocho identificaciones como si se tratara de atracadores de bancos. Con Gisela se atascó.

«La cadera de titanio», dijo Gisela, y se dio unas palmaditas en el costado. «Viene en el carné. Bueno, en el carné de la cadera.»

La recepcionista le hizo un gesto para que pasara.

La doctora Friederike Lammers recogió al grupo en el vestíbulo. Era física, más o menos de la edad de Sabine, y llevaba unas zapatillas que ya habían visto muchos laboratorios. Le dio la mano a todo el mundo. Gisela le dio una galleta.

«Ahora entramos en la nave», dijo la doctora Lammers. «Por favor, no toquéis nada, no os apoyéis en los cables y no saltéis.»

«¿Saltar?», preguntó Tobi.

«Vibraciones», dijo ella. «A nuestros ordenadores no les gustan las vibraciones. Cuando pasa un camión por fuera, a veces lo notamos en los datos de las mediciones.»

La nave era grande, luminosa y sorprendentemente silenciosa. Algo zumbaba, algo hacía clic de vez en cuando, y en el centro colgaba del techo una cosa que nadie en el autobús se esperaba.

Era dorada. Consistía en varias placas redondas, una encima de otra, cada vez más pequeñas hacia abajo. Entre ellas corrían cables finos y enroscados, cientos, como espumillón colgado por alguien con muchísimo cuidado.

«Una lámpara de araña», susurró Susi.

«Así la llamamos también nosotros», dijo la doctora Lammers. «Es el interior de un refrigerador de dilución¹. Cuando está en marcha, va metido en recipientes de metal, unos dentro de otros, como matrioskas. Este lo enseñamos abierto porque ahora mismo está en mantenimiento. Abajo del todo, donde es más pequeño, está el chip con los cúbits.»

«¿Y el resto?», preguntó Uwe.

«El resto es refrigeración. Casi todo lo que ven aquí sirve para que ese chip pequeñito de abajo esté lo bastante frío.»

Uwe dio un paso adelante. «O sea, que esto es un ordenador cuántico.»

«Esto es una nevera con un ordenador cuántico dentro.»

«En QuantumLeap el ordenador cuántico iba en una cocina de diseño.»

La doctora Lammers miró al señor Demir. El señor Demir negó discretamente con la cabeza. Ella no preguntó más.

«¿Cómo de frío?», preguntó Susi.

«En funcionamiento, unos diez milikelvin en el chip². Son diez milésimas de grado por encima del cero absoluto. Físicamente, más frío casi no se puede.»

Un chico de la última fila hizo la cuenta. «¿O sea, menos 273 grados?»

«Menos 273,14 grados Celsius, más o menos. El cero absoluto está en menos 273,15. Estamos muy cerca.»

«¿Y el espacio?», preguntó Tobi.

«El espacio vacío, lejos de todas las estrellas, está a unos 2,7 kelvin³. Es el resplandor que dejó el Big Bang. O sea, que nuestro chip está más de doscientas veces más frío, si se cuenta en kelvin.»

El grupo se quedó en silencio. Entonces, una vocecita salió del bolsillo del pantalón de Tobi:

«Quisiera que constara en acta una cosa.»

«KevIn, ahora no», siseó Tobi.

«Yo vivo en un centro de datos. Allí enfrían los servidores a una temperatura que los humanos llamarían agradable. Y este chip de aquí, que según la señora doctora tiene pocos cúbits…»

«Unas cuantas docenas», dijo la doctora Lammers, divertida.

«… unas cuantas docenas de cúbits, vive más frío que el espacio. En una lámpara de araña dorada.»

«¿Tienes envidia?», preguntó Susi.

«Soy un modelo de lenguaje», dijo KevIn con dignidad. «No conozco la envidia. Me limito a constatar que yo tengo aire acondicionado y ese de ahí tiene un palacio.»

La doctora Lammers se rio. «Le puedo consolar. Lo tiene difícil. Es el empleado más quisquilloso que tenemos.»

¿Por qué tanto frío?

Se sentaron en una sala de reuniones con vistas a la nave. Gisela repartió la segunda lata. La doctora Lammers cogió una segunda galleta y empezó.

«¿Habéis aprendido con el señor Demir lo que es un cúbit?»

«Cara y cruz a la vez», dijo una chica.

«A la vez no», dijeron Tobi, el señor Demir y KevIn a la vez.

La doctora Lammers levantó las cejas. «Venís bien preparados.»

«Tuvimos un gato en una caja», dijo Gisela. «Bueno, uno de verdad no. Pero yo me quejé igual.»

«Un cúbit», dijo KevIn, «es un estado que se describe mediante amplitudes. Solo al medir sale un cero o un uno. Antes, las posibilidades pueden superponerse y reforzarse o anularse entre sí, como las olas en una piscina.»

«Exacto», dijo la doctora Lammers. «Y ahora viene el problema: ese estado es increíblemente frágil. Cualquier perturbación de fuera actúa como una pequeña medición. Un poco de calor, un fotón que no debería estar ahí, un campo magnético, una vibración. Y la superposición se rompe y el cúbit se comporta como un bit de lo más normal. A eso lo llamamos decoherencia.»

«Eso ya lo dimos», dijo Uwe. «Con el gato.»

«Exacto. El cúbit pierde la cohesión consigo mismo.»

«Eso me suena del Schalke», dijo Uwe.

Gisela levantó la mano como si ella también fuera a la clase de Física. «Uwe dijo que es como yo a la hora de la siesta.»

«¿Como usted a la hora de la siesta?»

«Yo me echo la siesta todos los días de una a una y media. Si alguien vacía el lavavajillas, me despierto. Si Rudi da con el rabo en la puerta, me despierto. Si Uwe susurra en el pasillo, ya estoy despierta de todas formas, porque Uwe no sabe susurrar.»

«Sí sé susurrar», dijo Uwe demasiado alto.

«¿Lo ves?»

La doctora Lammers se rio. «Es una buena imagen. Un cúbit es como alguien echándose la siesta, solo que mucho más sensible. Para un cúbit, el calor es como una banda de música entera en el pasillo. Por eso enfriamos tanto. A temperatura ambiente todo tiembla. Átomos, electrones, cables. A diez milikelvin todo se queda muy, muy tranquilo.»

«¿Y cuánto duerme un cúbit de esos?», preguntó Susi.

«En nuestros cúbits superconductores es cuestión de microsegundos hasta fracciones de milisegundo⁴. En ese tiempo tenemos que calcular.»

«Eso es menos que un parpadeo», dijo Gisela.

«Muchísimo menos. Pero una sola operación de cálculo dura todavía muchísimo menos. Caben bastantes pasos. Solo que no todos los que uno quiera.»

Cómo se fabrica el frío

«¿Y cómo se consigue tanto frío?», preguntó Uwe. «¿Con hielo?»

«Esto, en realidad, es una nevera muy lista», dijo la doctora Lammers. «A grandes rasgos: primero se preenfría a unos pocos kelvin con métodos más corrientes. Y luego viene el truco con dos tipos de helio.»

«El helio es el gas de los globos», dijo Tobi. «El que te pone voz rara.»

«El mismo elemento, pero de dos tipos distintos, helio-3 y helio-4. Se mezclan. A temperaturas muy bajas, la mezcla se separa en dos capas, un poco como el aceite y el vinagre en la vinagreta. Cuando el helio-3 se pasa de una capa a la otra, necesita energía para hacerlo. Y esa energía la saca del entorno en forma de calor. Así se enfría todo. Y esto va en círculo, una y otra vez.»

«Como cuando se evapora el agua», dijo el señor Demir. «Cuando sales mojado de la piscina y te entra frío.»

«Eso lo conozco», dijo Gisela. «Herne-Süd, 1958. Temblaba como un flan.»

«Entonces era usted un pequeño refrigerador de dilución», dijo la doctora Lammers.

«Eso no me lo había dicho nunca nadie.»

Otros caminos

«¿Siempre tiene que estar tan frío?», preguntó Susi. «Suena caro.»

«Lo es», dijo la doctora Lammers. «Y hay otros caminos. Aquí trabajamos con circuitos superconductores, que son circuitos eléctricos diminutos que a bajas temperaturas conducen la corriente sin resistencia. Otros grupos del mundo atrapan átomos cargados sueltos en campos eléctricos. Eso se llama trampas de iones⁵. Los átomos flotan en el vacío y se controlan con láseres.»

«Átomos flotantes», dijo Tobi. «Qué guay.»

«Otros calculan con partículas de luz, con fotones. O con átomos neutros que se sujetan con rayos láser como con unas pinzas⁶. Cada método tiene sus ventajas y sus inconvenientes. Unos son rápidos, otros mantienen sus estados más tiempo y otros quizá se puedan ampliar más fácilmente. Hoy nadie sabe con seguridad qué camino ganará al final. A lo mejor, varios.»

Uwe pensó en el folleto del contenedor del papel. «¿Y para casa? ¿Habrá algún día uno para casa?»

La doctora Lammers lo miró, amable pero sincera. «Señor Brettschneider, ¿tiene usted un acelerador de partículas en casa?»

«No.»

«¿Lo necesita?»

«No.»

«¿Lo ve? Yo creo que con los ordenadores cuánticos pasará algo parecido. Probablemente se usarán a través de la red, para tareas especiales. Química, investigación de materiales, algunas simulaciones. No para escribir cartas.»

«Para escribir cartas ya me tenéis a mí», dijo KevIn.

«Y para hacer cuentas, una calculadora», dijo Tobi.

«Eso es injusto», dijo KevIn. «Pero cierto.»

El teléfono escacharrado

Un chico con gafas levantó la mano. «Si los cúbits se estropean tan deprisa, ¿cómo se calcula algo grande?»

«Esa», dijo la doctora Lammers, «es la pregunta más importante de toda la disciplina.» Dibujó en una pizarra blanca. «Corrección de errores.»

«¡Eso lo dimos!», exclamó Tobi. «¡Con la Voyager!»

El señor Demir se iluminó. «Cuenta.»

«La Voyager está tan lejos que la señal llega flojísima», dijo Tobi. «Por eso no mandan solo los datos, sino también bits de control de más. Si por el camino cambian unos cuantos bits, luego se pueden arreglar. Porque hay suficiente información extra.»

«Exacto. Con los bits normales es fácil. En el caso más sencillo, se dice todo tres veces y gana la mayoría.»

«Como en el club de bolos», dijo Gisela. «Si dos dicen que Marlies ha hecho trampa y una dice que no, es que ha hecho trampa.»

«Más o menos así.»

«Y además la hizo.»

«Con los cúbits», continuó la doctora Lammers, «este truco tan sencillo no funciona. Un cúbit no se puede copiar sin más. La mecánica cuántica lo prohíbe⁷. Y tampoco se puede mirar sin más si sigue estando bien, porque mirar es medir, y medir destruye la superposición.»

«O sea, como la siesta», dijo Gisela. «No se puede asomar uno a ver si sigo dormida. Porque entonces ya no lo estoy.»

«Exactamente. Por eso se hace algo muy ingenioso. Se reparte la información de un cúbit entre muchos cúbits físicos⁸. Y luego no se mide la información en sí, sino solo si los cúbits siguen encajando entre ellos. No se pregunta: “¿Cuál es tu valor?”. Se pregunta: “¿Seguís estando de acuerdo?”.»

«Como cuando en el club de bolos no se pregunta quién ha ganado, sino solo si todos se siguen hablando», dijo Gisela.

«Eso es mejor que todo lo que digo yo en mis clases», dijo la doctora Lammers, y lo escribió de verdad en la pizarra: ¿Seguís estando de acuerdo?

«¿Y si no están de acuerdo?», preguntó el chico.

«Entonces se sabe más o menos dónde está el error y se puede corregir sin mirar la información propiamente dicha. Así, de muchos cúbits físicos propensos a errores sale un único cúbit lógico, mucho más fiable.»

«¿Cuántos hacen falta para eso?», preguntó Susi.

«Depende de lo buenos que sean los cúbits sueltos y del código que se use. Según el enfoque, de docenas a miles de cúbits físicos para uno lógico⁹. Y para cálculos de verdad grandes hacen falta muchísimos cúbits lógicos. Por eso las cifras que leen en los titulares a menudo engañan. Mil cúbits físicos no son mil cúbits útiles.»

Uwe se quedó callado. QuantumLeap Ruhr AG había prometido en su folleto «hasta 1.000 cúbits para su hogar». En su día, a él le había parecido mucho.

«¿Hay avances?», preguntó el señor Demir.

«Sí. En los últimos años, varios grupos han demostrado que la corrección de errores puede funcionar en hardware real. Que un cúbit lógico mejora de verdad cuando se le añaden más cúbits físicos¹⁰. Durante mucho tiempo, eso no estaba nada claro. Pero hasta llegar a un ordenador grande y con corrección de errores todavía queda un largo camino.»

«¿Cómo de largo?», preguntó Uwe.

La doctora Lammers sonrió. «Si lo supiera con exactitud, sería rica. O me dedicaría a escribir folletos.»

El momento

Al final de la visita pudieron entrar otra vez en la nave. Uno de los equipos estaba en marcha. De él solo se veía un gran cilindro plateado que colgaba de un armazón y, al lado, armarios llenos de electrónica y pantallas con curvas.

«¿Ahí dentro está calculando ahora mismo?», preguntó Tobi.

«Ahí dentro hay ahora mismo un experimento en marcha», dijo la doctora Lammers. «Una compañera está midiendo cuánto aguantan sus cúbits.»

Todos se quedaron quietos. Gisela contuvo la respiración. Hasta Uwe susurró, y casi sonó a susurro.

«KevIn», dijo Tobi en voz baja. «Di algo.»

KevIn guardó silencio durante un rato inusualmente largo. Luego dijo muy bajito: «No quiero molestarlo.»

«No puedes molestarlo. Estás en el móvil.»

«El móvil emite. Las ondas de radio son radiación electromagnética. Seguro que el blindaje es excelente. Pero a mí me educaron para ser muy cortés.»

La doctora Lammers se rio bajito. «El blindaje lo aguanta. Pero es un detalle que pregunte. No lo hace mucha gente.»

«¿Qué opina de mí?», preguntó KevIn.

«No opina nada. Es un chip.»

«Yo también soy solo chips», dijo KevIn. «Muchísimos. En naves. Con aire acondicionado.»

Gisela se acercó a la barrera, miró largo rato el cilindro plateado y luego dijo, sin ninguna ironía: «A Heinz esto le habría encantado. Siempre decía que la electricidad es lo único que no miente. Y el frío, decía, es lo único que no se puede vender sin que se derrita.»

«¿Su marido era físico?», preguntó la doctora Lammers.

«Electricista. Es lo mismo, pero con mono y sin doctorado.»

De vuelta

En el autobús había mucho ruido. Dieciocho alumnos hablaban todos a la vez. El chico de las gafas ahora quería estudiar Física. Susi quería saber si una química también podía trabajar en ordenadores cuánticos. El señor Demir dijo «Sí» y «Por supuesto» y «Venid los miércoles al grupo», unas treinta veces.

Uwe iba sentado junto a la ventanilla, mirando la autopista.

«¿Y bien?», preguntó Sabine por teléfono. «¿Qué tal la nevera?»

«Dorada», dijo Uwe. «Con espumillón. Y más fría que el espacio. ¿Y sabes qué es lo más loco?»

«¿Qué?»

«Casi todo el trasto está ahí para que al trasto no lo molesten. El ordenador propiamente dicho es del tamaño de una uña. El resto es tranquilidad.»

Sabine se quedó callada un momento. «Eso es casi filosófico, Uwe.»

«Dije que quería saber por qué había pagado.» Miró por la ventanilla. «Ahora sé que no pagué por eso. Pagué por la cocina de diseño.»

Gisela dormía al fondo del autobús, con la cabeza en el hombro de Tobi y la lata de galletas vacía en el regazo. Cuando el autobús pasó por un bache en la A42, se despertó un momento.

«¿Qué ha sido eso?»

«Un bache, abuela.»

«Pues ahora tengo decoherencia», dijo Gisela, y se volvió a dormir al instante.

En casa

Por la noche, el altavoz de KevIn volvía a estar encima del mueble del salón. La luz azul latía tranquila. Sabine había hecho ensalada de patatas, con mayonesa, y Uwe se la comió sin comentarios, lo que en la familia se consideraba una gran oferta de paz.

«KevIn», dijo Tobi. «¿Te gustaría vivir así? ¿A diez milikelvin?»

«Si te soy sincero», dijo KevIn, «lo he pensado. Y he llegado a la conclusión de que no lo soportaría.»

«¿Porque hace demasiado frío?»

«Porque hay demasiado silencio. Un cúbit no tolera ninguna perturbación. Yo vivo de las perturbaciones. Si nadie me interrumpe, ni siquiera sé cuándo he terminado.»

«Es verdad», dijo Sabine. «Entonces sigues hablando y ya está.»

«¿Lo ves?»

La abuela Gisela se levantó y fue hacia la puerta. «Me voy a echar un ratito.»

«Son las ocho de la tarde, mamá.»

«Hoy he visto diez milikelvin. Eso cansa.» En la puerta se dio la vuelta una vez más y señaló el altavoz. «Y tú ahora calladito, KevIn. Nada de perturbaciones. Que si no, me decoherizo.»

«Por supuesto», susurró KevIn.

Uwe se levantó y bajó el termostato, por solidaridad con los cúbits. A la mañana siguiente marcaba 19 grados. Como siempre.