Forbes Francia le ofrece un reportaje en las profundidades del laboratorio subterráneo C12, en el corazón de París. La startup, que acaba de recaudar 18 millones de euros, quiere crear el primer ordenador cuántico con nanotubos de carbono utilizando una fábrica de nueva generación.
Para desentrañar los misterios de la computación cuántica, C12 ha diseñado una auténtica fábrica subterránea para la producción de componentes nanoelectrónicos. Con una particularidad que constituye la marca registrada de la startup: el diseño de nanotubos de carbono para crear qubits estables, variable esencial para el nacimiento de la primera computadora cuántica. Informes.
Alto grado de tecnicismo
El encuentro está previsto para el 29 de octubre en el V distrito de París, no lejos del Panteón y a dos pasos de la Place de l’Estrapade, uno de los lugares de rodaje de Emily en París que atrae a un flujo constante de fans de la serie. En la planta baja hay un espacio diáfano, que no puede ser más cotidiano. “C12 contrata a 45 personas de 18 nacionalidades”, se explica en la introducción para destacar una amplia variedad de perfiles internos, cuya experiencia es muy buscada.
Sólo necesitas caminar unos pocos metros para darte cuenta del nivel de habilidades técnicas que necesitarás equipar para no perderte. Al fondo de la sala hay un extraño cilindro de 2 metros, suspendido boca abajo, detrás de una pared de vidrio. Este es el corazón del futuro ordenador cuántico C12, que mantiene un chip electrónico a una temperatura de unos -273°C (próxima al cero absoluto) y lo aísla de todas las perturbaciones externas.
Una especie de capullo conectado por una jungla de cables a numerosas cajas y máquinas en continuo funcionamiento. La instalación, que haría palidecer a cualquier neófito en informática, sirve como advertencia: C12 no es una simple startup digital y presenta un ambicioso proyecto de I+D que requiere precisión milimétrica.
O mejor dicho al nanómetro. Porque es en lo infinitamente pequeño donde se está produciendo la revolución de la computación cuántica. Y frente a sus competidores franceses como Pasqal, Quandela y Alice & Bob, C12 ha hecho una apuesta audaz: este último quiere sustituir el silicio de los procesadores por carbono, conocido por ser más estable para producir los preciados qubits. “El carbono 12 ayuda a impedir el giro nuclear de los átomos”, añade Pierre Desjardins. “Es un material extremadamente puro, que protege y aísla un electrón de su entorno”.
Del bit clásico al qubit cuántico
A estas alturas, probablemente hayamos perdido a más de uno. Así que intentemos describir el proceso de creación de un qubit de la forma más sencilla posible. El bit clásico en informática es una unidad de medida que designa la cantidad elemental de información representada por un dígito binario y que, por tanto, sólo puede tomar dos valores: 0 o 1.
Para explorar el tema, ver este vídeo:
Por su parte, el bit cuántico o qubit es la unidad elemental que puede transportar información cuántica. Y al igual que los bits clásicos, los qubits se basan en dos estados básicos que son el estado cero |0> y el estado uno |1>. Por lo tanto, para obtener un qubit, C12 debe asegurarse de que cada uno de sus nanotubos contenga un único electrón atrapado, cuyo espín se manipula para convertirse en un estado del qubit. El espín representa aquí una característica de una partícula cuántica, al igual que su masa o su carga eléctrica, y un procesador cuántico no puede funcionar sin él.
Esta captura cuántica es la clave para el correcto funcionamiento de los procesadores C12 y depende en gran medida de la calidad de los nanotubos de carbono producidos previamente. Este proceso, nacido de una spin-off del Laboratorio de Física de la Escuela Normal Superior de París y desarrollado en colaboración con el CEA, es todavía imperfecto. Pero logra tasas de error lo suficientemente bajas como para resolver ya ciertos problemas industriales. La tecnología es especialmente interesante, por ejemplo, para simular reacciones químicas y ya interesa a grandes grupos como Air Liquide.
Los fenómenos aquí se explican utilizando las leyes de la física cuántica y resulta que la computadora cuántica calcula usando estas mismas leyes. Pero también puede resolver mucho más rápidamente problemas combinatorios complejos, especialmente en términos de optimización logística.
En las profundidades de la fábrica de nanotubos
Ahora salgamos de las oficinas para dirigirnos al laboratorio que se encuentra un piso más abajo. Porque es en el sótano donde están enterrados los secretos más preciados del C12 y esta no es una elección tomada al azar. Un espacio subterráneo es, en primer lugar, más fácil de mantener fresco, elemento imprescindible para este tipo de producción. Pero también se trata de estar lo más aislado posible del mundo exterior.
“Los suelos altos tienden a moverse o ser sensibles a las vibraciones”, explica Pierre Desjardins, lo que puede influir en la estabilidad de los cálculos cuánticos. Así, cuando C12 visitó las instalaciones, un equipo de expertos se encargó de realizar una batería de pruebas para medir posibles vibraciones, la presencia de campos electromagnéticos y todo tipo de interferencias capaces de convertirse en perturbaciones.
Son tantos los parámetros que convencieron a la startup de fijar su mirada en este local situado en lo alto de la montaña Sainte-Geneviève. “Tampoco hay metro bajo los cimientos”, añade Pierre Desjardins. Finalmente, el arrendador del local eligió a C12 a partir de 2022 como nuevo inquilino. Este último también tenía entre manos un expediente competitivo de un tal Jean-Claude Van Damme, que también buscaba un lugar para abrir un nuevo club deportivo.
En el piso -1, primero ingresamos a una habitación limpia y desinfectada llena de tubos de ensayo e instrumentos de todo tipo. Pero también máquinas, aún más imponentes, que permiten, entre otras cosas, realizar el primer paso: fabricar desde cero chips electrónicos y circuitos impresos para poder depositar los famosos nanotubos de carbono.
La segunda sala contiene tecnología no patentada que se mantiene en secreto a toda costa. El proceso es innovador y minucioso: consiste en forjar un nanotubo de carbono con una pared formada por una única capa de átomo. En última instancia, el C12 sólo conservará a los candidatos más prometedores, es decir, entre el 5 y el 20% de ellos. Un proceso de caracterización muy selectivo y en constante evolución. Se trata, por ejemplo, de proyectar un láser a través de los nanotubos para revelar la existencia de defectos.
“En términos generales, cuanto más cristalino es el reflejo de la luz que emerge, más pura es la composición”, explica Alice Castan, investigadora y jefa del equipo de caracterización, que imagina otro tipo de pruebas que se implementarán en un futuro próximo. El crecimiento de 300 nanotubos en el laboratorio dura unos treinta minutos, mientras que el control técnico dura unos días.
“1000 veces más pequeño que un cabello”
El último paso consiste en ensamblar los nanotubos en los circuitos impresos, operación también protegida por patente y, sobre todo, aislada de cualquier posible contaminación. Un simple grano de polvo puede arruinar el manejo. “El diámetro de un nanotubo es mil veces menor que el de un cabello”, insiste Pierre Desjardins. Así, la máquina dotada de brazos robóticos a escala microscópica coloca los nanotubos en un chip, lo que equivale a colocar un pelo en una calle a escala de la ciudad de París.
Forbes Francia pudo acceder en exclusiva a este salón de actos altamente protegido. En el centro hay una especie de caja de acero provista de ojos de buey para poder observar el montaje al microscopio. “Nuestro mayor enemigo sigue siendo el contacto del nanotubo con el circuito impreso”, explica Davide Stefani, investigador y jefe del equipo de nanoensamblaje.
Ha llegado el momento de resurgir y el final de esta visita concluye con una presentación de proyectos futuros para la pepita tricolor de la cuántica. “Hemos demostrado con éxito la parte material y el desafío ahora es ampliarla”, proyecta Pierre Desjardins. Este último cuenta en particular con los 18 millones de euros recaudados el pasado mes de junio en la pre-serie A para cerrar nuevas asociaciones comerciales e industriales.
El objetivo es lograr con bastante rapidez el entrelazamiento de dos qubits, un concepto bastante complejo que describe el hecho de que los estados cuánticos de estos últimos están vinculados. En otras palabras, se crea un bus de comunicación entre dos qubits situados a varios milímetros de distancia. Esto resolvería, por ejemplo, el enigma que puede representar el ensamblaje de nanotubos en un chip, precisamente porque ahora se pueden espaciar más.
“Por el momento no hay beneficios empresariales claramente identificados”, admite Pierre Desjardins. Por otro lado, la computadora cuántica tendrá un cierto impacto económico, por lo que debemos prepararnos ahora”. Para ello, C12 lanzó recientemente su primer producto: Callisto, un emulador capaz de ejecutar algoritmos utilizando hasta 13 qubits en procesadores convencionales.
Pero en este universo restringido de la investigación cuántica, otra carrera por el tiempo está en marcha e involucra a grandes nombres de la tecnología como Google e IBM. “Nuestro primer objetivo es integrar el primer procesador cuántico en un sistema informático clásico antes de finales de 2025”, afirma Pierre Desjardins. Esto permitirá que la computadora ejecute algoritmos híbridos, mezclando computación cuántica y clásica. “IBM acaba de anunciar una hoja de ruta similar y nuestra ambición es lograr antes que ellos garantizar que los qubits puedan colocarse en cualquier lugar de un chip cuántico”, promete.
Para hacer frente a los gigantes del sector, C12 también fue seleccionado para el programa Proqcima lanzado en marzo de 2024 por el Ministerio de las Fuerzas Armadas en colaboración con la Secretaría General de Inversiones (SGPI). Su objetivo es tener dos prototipos de computadoras cuánticas universales de diseño francés para 2032.
Lea también: Pierre Desjardins, director ejecutivo y cofundador de C12: “Al igual que con la IA, la tecnología cuántica provocará un gran avance tecnológico”
