Google brindó un anuncio histórico: una declaración de que había ganado la carrera para alcanzar la «supremacía cuántica», en el momento en que una computadora cuántica sofisticada realizó una tarea que superó incluso a la computadora estándar más poderosa del mundo.

¿Pero, qué es la supremacía cuántica?

Es la capacidad potencial de los dispositivos de computación cuántica para resolver problemas que los ordenadores clásicos prácticamente no pueden resolver. La ventaja cuántica es el potencial para resolver problemas más rápidamente. En términos teóricos de complejidad computacional, esto generalmente significa proporcionar una aceleración superpolinomial sobre el algoritmo clásico más conocido o posible. (Fuente)

Pero a pesar de toda la fanfarria, que vio al CEO de Google, Sundar Pichai, al comparar la hazaña con la construcción del primer cohete para llegar al espacio, el reclamo ha provocado una pelea de titanes. El rival de la empresa de tecnología, IBM, se apresuró a descartar la emoción.

Google publicó su reclamo en la revista Nature el miércoles después de que un informe anterior sobre el trabajo apareció brevemente en un sitio web de la NASA el mes pasado. El documento describe cómo un equipo dirigido por John Martinis, líder del equipo de investigación que trabaja en la supremacía cuántica, construyó un procesador cuántico superconductor llamado Sycamore que aprovecha la rareza de la física cuántica para resolver problemas espinosos.

Estimación del tiempo de verificación para los circuitos de supremacía cuántica en función del número de qubits y el número de ciclos para el algoritmo de Schrödinger-Feynman. Las estrellas rojas muestran el tiempo de verificación estimado para los circuitos experimentales. Crédito: Google AI Blog

Para demostrar la destreza computacional del dispositivo, los científicos le asignaron la tarea profundamente inventada de verificar la aleatoriedad de una secuencia de números. Afirman que lo que la computadora cuántica atravesó en tres minutos y 20 segundos mantendría ocupada la supercomputadora más poderosa del mundo en el Oak Ridge National Lab en Tennessee.

El equipo UCSB/Google Quantum AI. Crédito: Matt Perko, UC Santa Barbara

IBM refuta los resultados

Sin embargolos investigadores de IBM han negado lo afirmado por Google. En una publicación en su blog escrita en respuesta al trabajo, argumentan que la supercomputadora Oak Ridge podría resolver el problema de aleatoriedad en 2.5 días, quizás menos, dependiendo de cómo se programó. Agregan que debido a que la «supremacía cuántica» requiere una computadora cuántica para resolver un problema que está más allá de una computadora clásica, y por lo tanto manifiestan que la afirmación de Google no ses válida.

Los científicos de IBM dijeron:

El experimento de Google es una excelente demostración del progreso en la computación cuántica basada en superconductores. Pero no debe verse como una prueba de que las computadoras cuánticas son ‘supremas’ sobre las computadoras clásicas”.

Las computadoras estándar y las computadoras cuánticas son radicalmente diferentes. Mientras que las computadoras estándar realizan cálculos con «bits», que deben ser 0 o 1, las computadoras cuánticas tienen «qubits» que pueden tomar cualquier valor entre 0 y 1. Otra peculiaridad de la física cuántica permite que los qubits se «enreden» de tal manera que el valor de uno está ligado a los valores de quienes lo rodean.

Izquierda: interpretación artística del procesador Sycamore montado en el criostato. (Versión de resolución completa ; Forest Stearns, Google AI Quantum Artist in Residence) Derecha: Fotografía del procesador Sycamore. (Versión de resolución completa; Erik Lucero, investigador científico y líder en producción de hardware cuántico). Crédito: Google AI Blog

Desde la llegada de los primeros qubits experimentales, las empresas tecnológicas han estado compitiendo para demostrar lo que el físico estadounidense John Preskill denominó «supremacía cuántica». Preskill acuñó la frase para definir el punto de inflexión en la historia de la computación cuando las computadoras cuánticas mostraron su verdadero potencial al derrotar a las máquinas estándar.

Un punto a tomar muy en cuenta es un artículo que acompaña a Nature,  donde William Oliver, físico del MIT, compara el logro de Google con los primeros vuelos de los hermanos Wright. El Wright Flyer no fue el primer vehículo aerotransportado para volar, ni resolvió ningún problema apremiante, pero demostró una posibilidad radicalmente nueva, cuyas implicaciones quedaron claras solo décadas después.

Oliver dijo:

Lo que representó el evento, más que lo que prácticamente logró, fue lo más importante. Y así es con este primer informe de supremacía computacional cuántica”.

Quantum: el futuro de la informática?

Los informáticos tienen que superar algunos obstáculos formidables para hacer que las computadoras cuánticas sean útiles y comunes. Pero con las firmas tecnológicas que invierten fuertemente, aproximadamente $ 1 mil millones (£ 780 millones) hasta la fecha, con más proyectos en curso, muchos investigadores ahora confían en que los dispositivos rudimentarios se utilizarán, en combinación con las computadoras estándar, en la próxima década más o menos.

Mientras que las computadoras estándar realizan cálculos con «bits», que deben ser 0 o 1, las computadoras cuánticas tienen «qubits» que pueden tomar cualquier valor entre 0 y 1. Crédito: Hannah Benet

Las computadoras cuánticas se prestan a problemas que son esencialmente demasiado exigentes para las computadoras clásicas. Un área donde los científicos esperan que tengan un impacto es en el descubrimiento de medicamentos. Las compañías farmacéuticas recurren a las computadoras para rastrear las estructuras de decenas de moléculas para ver cuáles podrían unirse a las moléculas biológicas y tener alguna acción útil en el cuerpo. Las computadoras cuánticas deberían ejecutar estas búsquedas mucho más rápido analizando bibliotecas completas de moléculas a la vez e identificando los candidatos a fármacos más prometedores.

Otra área donde la capacidad de procesamiento de las computadoras cuánticas podría probarse a sí misma es el pronóstico del tiempo. La ciencia y el arte de la predicción han mejorado constantemente con una mayor potencia informática, pero las computadoras cuánticas podrían significar un cambio radical en la precisión. El problema con el clima es que es tan complejo que en el tiempo que toma una computadora estándar para producir un pronóstico preciso, el clima ya ha sucedido.

Inevitablemente, las computadoras cuánticas también se utilizarán para el modelado financiero, donde una gran cantidad de variables dictan los movimientos de los mercados.

La llegada de las computadoras cuánticas podría no complacer a todos. Los dispositivos sofisticados podrían, en principio, descifrar el cifrado que es invulnerable a las computadoras estándar. Pero eso requeriría máquinas con 100 m qubits, casi dos millones de veces más que el procesador de Google.

El futuro es de las computadoras cuánticas, y quien llegue a dominarlas controlará ese futuro. F.T.

Fuente: The Guardian / Google AI Blog