Afirmar que les dades són el nou or és dir una evidència. Avui dia ja parlem d’algoritmes capaços de predir evolucions mèdiques, d’anàlisis d’informació per personalitzar campanyes de màrqueting o de sistemes que poden completar textos d’acord amb l’entrenament rebut. Tot això són el resultat de l’ús del big data a partir de tecnologies ja massificades, però a l’elit de la innovació actual ens trobem amb dues grans disrupcions: la computació quàntica i l’enginyeria neuromòrfica. Ambdues estan cridades a millorar el resultat de l’aplicació de les dades, reduir els temps de processament i interpretació de la informació, i fer més sostenible l’ús de la tecnologia. Un potencial presentat al Barcelona New Economy Week i que, malgrat que encara s’estima que pot trigar uns anys a arribar esclatar de manera generalitzada, té la clau de la pròxima revolució.

Imitar la ment humana

La computació neuromòrfica no és més que l’intent d’imitar el cervell humà amb la tecnologia. En paraules de la biotecnològica Silvia M. Giménez Santamarina, està formada per “un conjunt de circuits i arquitectures que s’inspiren en les connexions biològiques”. “Estem exposats diàriament a una quantitat ingent d’estímuls, podem processar-los, interpretar-los, emplenar els buits i prendre decisions en base a l’entorn”, relata, “a hores d’ara, el cervell és la màquina més eficient en el processament de dades i en termes energètics, i això és el que s’intenta imitar”.

Les tecnologies basades en xarxes neuronals artificials emprades actualment tenen limitacions a l’hora d’extreure el màxim rendiment dels algoritmes. Els nodes es troben interconnectats per capes que transformen els senyals digitals que reben en 0 i 1, fet que provoca la pèrdua inicial dels algoritmes, segons Giménez. Per aquest motiu els especialistes treballen en el disseny de components i sistemes que permetin implementar els algoritmes en els circuits amb l’objectiu de mantenir la seva capacitat de processament i interpretació.

Giménez: “El cervell és la màquina més eficient en el processament de dades i en termes energètics, i això és el que s’intenta imitar”

Un dels elements que pot tenir la clau de voltes és el memristor. Es tracta d’un circuit passiu de dos terminals no lineals que investigadors del MIT ja han usat per dissenyar un xip capaç d’imitar el cervell. La tecnologia, formada per desenes de milers de memristors –també coneguts com ‘sinapsis cerebrals artificials’-, ha estat capaç de recordar imatges captades després d’executar algunes activitats visuals per reproduir-les posteriorment. Clarament, aquest circuit diminut té la clau perquè les xarxes de sinapsis facin el salt del software al hardware.

IBM, HP o Intel són algunes de les companyies que ja compten amb ordinadors neuromòrfics per a investigacions, però la tecnologia encara no està madura. Fent una previsió ràpida, el professor Universitat Tècnica Nacional de Buenos Aires Fernando Leonel creu que necessitarem entre 4 i 5 anys només per solucionar els problemes de la integració dels memristors a les tecnologies actuals, motiu pel qual la massificació de la tecnologia i l’aplicació generalitzada en projectes d’investigació arribaria en una fase posterior. I en aquest procés cal, també, solucionar un problema de sostenibilitat: “Existeixen processadors amb més de 450.000 sinapsis, però tenen un elevat cost energètic. Cal reduir-lo”.

Les noves tecnologies que sorgeixin estaran destinades a combinar-les entre elles i a resoldre reptes en sectors específics

Tot i que encara hi ha molts reptes al davant en la implementació, els experts tenen clar que pot ser vital per al desenvolupament de solucions que poden servir tant per a la indústria com per al sector sanitari. O per treballar en conjunt amb altres tecnologies. “No són innovacions exclusivistes, sinó que es poden combinar”, assenyala Giménez, “estem desenvolupant noves tecnologies que permetin superar les limitacions i aplicar-les en la resolució de problemes específics”.

A escala d’àtoms i fotons

Si la neuromòrfica es marca imitar el cervell, la computació quàntica vol crear circuits que treballin al nivell de partícules com àtoms i fotons. Els dispositius mòbils del mercat i els ordinadors ja incorporen tecnologia basada en aquest sistema, pel que no es tracta de res 100% nou, però els investigadors busquen anar una passa més enllà per crear circuits quàntics fàcils de controlar que permetin desenvolupar noves tecnologies.

Les grans tecnològiques s’han fixat com a repte la creació d’un ordinador universal quàntic. Entre elles, Google. “Volem fer un ordinador que no tingui errors i que no estigui limitat a computacions que duren milionèsimes de segon”, apunta el chief scientist quantum computer therory a la companyia, Sergio Boixo, qui explica que l’equip ja ha desenvolupat un còmput amb un processador quàntic impossible de reproduir en un superordinador clàssic com el Mare Nostrum del Barcelona Supercomputer Center (BSC). Ara bé, el full de ruta per arribar a tenir aquesta gran màquina universal té un horitzó llunyà. Boixo creu que no serà de menys de 10 anys, període prou llarg perquè empreses, start-ups i centres de recerca desenvolupin prou recerca que faci canviar els principis que avui coneixem.

Podríem necessitar almenys 10 anys per tenir un ordinador universal quàntic capaç de massificar la tecnologia

A escala pràctica, aquesta computació pot tenir impacte en molts sectors. Ja el 2017 la Xina va llançar un satèl·lit quàntic i ha servit per millorar infraestructures de comunicació. En aquest sentit, la fundadora i CEO de Qureca, Araceli Vengas-Gómez, apunta que permetrà la creació de connexions immediates entre emissor i receptor completament segures i sense pèrdues d’informació.

L’emprenedora, que lidera una companyia centrada en la creació de solucions de tecnologia quàntica, esmenta també la meteorologia, la salut i la construcció com a sectors que es podrien beneficiar dels avenços: “Els sensors meteorològics permeten mesurar qualitats físiques amb més precisió, però també serveixen per mesurar la variació de la gravetat al sòl i trobar on hi ha canonades o els camps magnètics del cervell per ajudar en el tractament de patologies neurològiques com l’Alzheimer”.

A Catalunya, una de les principals empreses que treballa en el sector és la spin-off Qilimanjaro Quantum Tech, sorgida de la col·laboració amb el BSC, l’Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) i la Universitat de Barcelona (UB). L’equip treballa en la creació d’algoritmes quàntics i de la infraestructura necessària per al disseny d’un ordinador que treballi a escala de partícules, així com el desenvolupament i fabricació de xips quàntics.