Google asegura haber alcanzado la supremacía cuántica
Google ha demostrado que una de sus computadoras alcanzó por primera vez en la historia la supremacía cuántica, pudiendo resolver en tres minutos y veinte segundos una operación que al superordenador más poderoso que existe en el mundo, que es el Summit de IBM y el Departamento de Energía de los Estados Unidos le habría tomado alrededor de 10 mil años.
Esto quiere decir que Google, logró resolver una operación matemática tan compleja, que es imposible que un computador que no sea cuántico pudiera resolverla.
Esta operación matemática es particular porque se desarrolla dentro de los fundamentos de la mecánica cuántica, que estipula la superposición de dos estados a la vez, esto lo explica la paradoja del gato de Schrödinger, en la que hasta que no se abra la caja y se compruebe si el gato está vivo o muerto, estará vivo y a la vez muerto dentro de los parámetros de la mecánica cuántica.
El equipo de Google, liderado por John Martinis, desarrolló el procesador cuántico Sycamore, que está conformado en un inicio por 54 qubits o bits cuánticos, aunque, al final, el experimento se llevó a cabo con sólo 53 qubits, porque uno estuvo presentando fallas. Para tener una idea del procesamiento cuántico, todos estos qubits son capaces de adoptar alrededor de 10 mil billones de estados cuánticos distintos.
Google dice que una de las aplicaciones prácticas de esta prueba sería producir números realmente aleatorios, cosa que sería bastante útil en el área de la criptografía. Pero que Google haya alcanzado la supremacía cuántica no es un hito importante para esta área, sino más bien, debe tomarse como un momento histórico que marca el inicio de una nueva fase, en la que los científicos deben establecer cuáles son las funciones de las computadoras cuánticas y si serán funcionales en comparación a las computadoras tradicionales.
¿Sabes cómo funciona la computación cuántica?
Los computadores normales que utilizamos día a día trabajan con unos o ceros dentro del lenguaje binario, con un “sí” o un “no” que se transfiere en bits, pero en el caso de la computación cuántica, la información no se transmite en esa unidad, en cambio emplean los qubits o bits cuánticos, que pueden utilizar esos mismos unos y ceros, pero también pueden trabajar con cualquier superposición de esas dos condicionantes. De esta forma, una computadora cuántica funciona en qubits que pueden ser “si” o un “no”, pero a su vez, con ambos a la vez, un “sí y no”.
Esta lógica de la computadora parece contradecir a la lógica básica que expresa que si algo es sí, no puede ser que no, sin embargo, cuando hablamos de un ordenador cuántico puede tratar con estos cálculos con la complejidad que requieren. En este sentido, si un qubit puede tener dos estados superpuestos, que serían “sí” y “no”, siguiendo esta lógica, dos qubits podrían tener cuatro, siendo “sí y no”, “sí y sí”, “no y no”, “no y sí” y así, tres qubits seguirán multiplicando de forma exponencial esta información.
Actualmente, Google tiene dos computadoras cuánticas, la primera, puede operar en un sistema de 72 qubits y el que mencionamos anteriormente que, cuenta con 53 qubits y es con en el que Google alcanzó la supremacía cuántica. Se puede especular que, si Google utilizó la computadora con menos qubits, es porque a mayor complejidad del computador, mayor es la tasa de error.
¿Por qué la computación cuántica no ha reemplazado a la tradicional?
Se cree que se debe a los errores de las computadoras cuánticas y a sus altos costos de producción, por lo que, la migración de la computación tradicional a la cuántica se espera que sea lenta, pero ¿a qué se debe este desorden? Pues, suelen ocasionarse por la denominada “decoherencia cuántica”, la intervención de un agente exterior en el estado cuántico que lo transforman en un evento físico clásico. Es decir, si la teoría clásica cuántica del gato de Schrödinger está vivo y muerto, la decoherencia consistiría en abrir la caja y encontrar al gato vivo o muerto.
Una vez que se logre resolver este problema cuántico, se podría evaluar qué tan factible es comercializar al público en general esta tecnología, sin embargo, lo cierto es que demorara mucho tiempo, así que no cuentes con eso mínimo en las dos décadas siguientes.
¿Y qué sucedió con IBM?
IBM hizo publicó en un blog que las computadoras tradicionales podrían realizar el mismo experimento que propone Google en 2,5 días y no en los 10 mil años que ellos mencionan. A lo que Google argumentó que para que fuese posible en las computadoras tradicionales simular el circuito cuántico, requerirían de una cantidad abrumante de memoria RAM, pero lo que IBM propone es una simulación que adicional a RAM, incluya espacio en el disco duro para poder guardar el estado del problema y otras tecnologías en cuanto a hardware se refiere. Asimismo, representantes de IBM aseguran que, las computadoras clásicas tienen sus propios recursos, como una jerarquía de memorias, cálculos de alta precisión en hardware, diversos activos de software y una vasta base de algoritmos basados en conocimiento. Es importante aprovechar todas esas capacidades al comparar lo cuántico con lo clásico.
IBM está desarrollando una opción un poco diferente a la supremacía cuántica de Google y la denominan: ventaja cuántica. Pero, ¿qué significa esto? La supremacía cuántica conlleva que una computadora cuántica pudo realizar cálculos matemáticos que una computadora tradicional no podría realizar en un tiempo prudencial, por lo que la ventaja cuántica significa que la computadora cuántica supera a la tradicional en un cálculo determinado. Si lo vemos desde la perspectiva de la industria, la ventaja cuántica y la búsqueda de aplicaciones determinadas para la informática cuántica podrían hacer que esta tecnología obtenga un uso más general.
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