Google asegura haber alcanzado la "supremacía cuántica"

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Científicos de Google aseguran haber alcanzado la supremacía cuántica; es decir, el momento en el cual las computadoras basadas en esta tecnología son más eficaces en algunas tareas que los ordenadores tradicionales. Por primera vez en el mundo, un equipo dirigido por John Martinis, físico experimental de la Universidad de California y Google, logró crear un procesador cuántico, llamado Sycamore, capaz de realizar en 200 segundos un cálculo específico que a las mejores supercomputadoras “clásicas” del mundo les llevaría 10.000 año completar, según la empresa de Silicon Valley. El anuncio, publicado en la revista Nature, se dio cinco semanas después de la filtración de una versión anterior del documento en un servidor de la NASA.

Al contrario de lo que ocurre con los bits de las computadoras clásicas, que sólo pueden encontrarse en dos estados, 0 ó 1, los qubits -la unidad mínima de la informática cuántica- pueden encontrarse en varios estados a la vez. Esta superposición de estados, fundamento de la física cuántica, permite hacer varios cálculos simultáneamente. “La compañía diseñó un circuito bidimensional en una cuadrícula con cada qúbit conectado a otros cuatro. Lo anterior permitió al chip contar con suficiente conectividad para que los estados del qubit interactúen rápidamente en todo el procesador Sycamore, de 54 qúbits, que resulta totalmente programable”, explicó Google en un comunicado. “Con esta nueva apuesta y a través del apoyo de la comunidad de investigadores, Google espera descubrir nuevas capacidades en computación que permitan a las organizaciones resolver problemas complejos”.

La nueva estrategia de Google que le dará más poder a los usuarios

Los científicos le plantearon al procesador un problema de muestreo aleatorio, donde debía verificar un conjunto de números con una distribución verdaderamente aleatoria. Sycamore pudo completar la tarea en 3 minutos y 20 segundos. Por el contrario, los investigadores afirman en su artículo que Summit, la mejor supercomputadora del mundo, tardaría 10.000 años en completar la tarea. Sin embargo, IBM -que ha estado trabajando en computadoras cuánticas propias-, puso en duda algunos de los resultados publicados por Google. "Argumentamos que una simulación ideal de la misma tarea se puede realizar en un sistema clásico en 2,5 días y con mucha mayor fidelidad", dijeron los investigadores de IBM Edwin Pednault, John Gunnels y Jay Gambetta en un blog.

Repercusiones. “Conocemos el trabajo de Martinis y su equipo. Más allá de las criticas que puedan surgir ahora de los competidores, me parece un resultado muy importante y en general el anuncio ha sido recibido por la comunidad científica con mucha admiración y respecto”, le dijo a PERFILel físico argentino Juan Pablo Paz, profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y naturales de la UBA e investigador del Conicet. “Las computadoras cuánticas, son computadoras en donde la información está almacenada en objetos que se comportan de acuerdo a lo predicho por la física cuántica”, explicó Paz.

Para el especialista, un mérito del equipo de Martins fue que logró resolver muchos problemas de ingeniería. Los qubits deben mantenerse a temperaturas proximas a cero y estar aislados para evitar perturbaciones. Esta dificultad técnica había limitado, hasta ahora, el desarrollo de la computación cuántica, ya que cuantos mas qubits se se intentaban añadir, mas fácil era que el sistems pierda sus propiedades.

Sycamore contiene 54 qubits, aunque uno de ellos no funcionó, por lo que el dispositivo utilizó 53 qúbits. “Son muy pocos si lo comparamos con las unidades de información que manipulan las computadoras comunes, pero se sabe que las computadoras cuánticas tienen una capacidad de procesamiento muy diferente y hay ciertas tareas que las pueden realizar más eficientemente”, sostuvo Paz.

Con los avances de los últimos 5 años y los sistemas de qubits superconductores, cada vez se están construyendo computadoras cuánticas de mayor tamaño. Pero esto no implica que mañana esa computadora vaya a resolver un problema práctico. De hecho, remarca Paz, el cálculo que el experimento de Google ejecutó es un problema diseñado casi exclusivamente para probar que el ordenador cuántico es capaz de hacer algo que una computadora convencional no puede.

En un comunicado, los científicos de Google señalaron cuáles pueden ser en el futuro algunas de las aplicaciones con computadoras cuánticas: la simulación de procesos moleculares, que se pueden traducir en el diseño de mejores baterías que beneficien al medio ambiente al hacer la red de energía más eficiente, en la optimización de energía para diseñar nuevos catalizadores que permitan crear fertilizantes con menor impacto ambiental y en el proceso de descubrimiento de moléculas que podrían hacer que los medicamentos resulten más efectivos, entre otros.