Científicos de Google alcanzaron esta semana la supremacía cuántica; es decir, el momento en el cual las computadoras basadas en esta tecnología son más eficaces en algunas tareas que las máquinas 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 mil años completar. 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 solo 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. El trabajo describe los pasos técnicos realizados para poner a prueba a su procesador cuántico Sycamore. Según el artículo, los investigadores fabricaron un procesador compuesto de 54 qubits, que aprovecha la superposición y el entrelazamiento cuántico para explorar un espacio computacional exponencialmente mayor que el que proporcionan los bits clásicos. Un cúbit no funcionó correctamente, así que el dispositivo funcionó con 53.
Para probar el sistema, 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 mil 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. Con los avances de los últimos cinco 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, el cálculo que el exprimento 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.
¿Qué hará falta para lograr una demostración más profunda de la supremacía cuántica? “Habría que construir un ordenador cuántico resistente a errores con más qubits para poder generalizar más, utilizarlo en períodos de tiempo más largos y por lo tanto ejecutar algoritmos más complejos”, le dijo el CEO de Google, Sundar Pichai, a la revista MIT Technology Review. “Pero ya se sabe que un gran avance en cualquier campo empieza por algo. Tomo prestada una analogía: los hermanos Wright. Su primer avión voló solo durante 12 segundos y no había una aplicación práctica de su logro, pero demostró la posibilidad de que un avión pudiera volar”, sostuvo.
Para el físico argentino Juan Pablo Paz, profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y naturales de la UBA e investigador del Conicet, el resultado conseguido por la compañía de Silicon Valley es muy importante. “Más allá de las críticas que ahora puedan surgir de los competidores, en general el anuncio fue recibido por la comunidad científica con mucha admiración y respeto”.
En un comunicado, los científicos de Google apuntan cuáles pueden ser en el futuro algunas de las aplicaciones de la computación cuántica: la simulación de procesos moleculares, que se pueden traducir en el diseño de mejores baterías que beneficien al medio ambiente y en el proceso de descubrimiento de moléculas que podrían hacer que los medicamentos resulten más efectivos.
