Google publica la demostración de la supremacía cuántica
Divulgadores del Misterio
Publicado el 23/10/2019
La compañía explica en «Nature» cómo su ordenador cuántico ha realizado un cálculo más allá del alcance del procesador clásico más avanzado del mundo
Tardó 200 segundos en ejecutar una tarea que a la máquina más rápida le habría llevado 10.000 años
IBM ya rechazó el lunes que el hito se haya conseguido
Una web de la NASA mostraba el pasado septiembre un borrador de un artículo de investigación (puede verse aquí) en el que Google anunciaba haber alcanzado por primera vez la supremacía cuántica, es decir, su ordenador cuántico había superado al superordenador clásico más rápido. El increíble anuncio fue retirado poco después de forma misteriosa y sin explicaciones. Y competidores de la compañía californiana como IBM no tardaron en rechazarlo. Pero en esta ocasión, el dicho de que «si el río suena, agua lleva» es de lo más acertado.
Tan solo un mes después, un equipo dirigido por John Martinis, de la Universidad de California en Santa Barbara, y Frank Arute, de Google AI Quantium en Mountain View, ha publicado el logro en la revista «Nature». Según describen, su sistema cuántico programable tardó aproximadamente 200 segundos en ejecutar una tarea que a la mejor de las supercomputadoras clásicas del mundo, la Summit, construida por IBM para el departamento de Energía de EE.UU., le habría llevado completar alrededor de 10.000 años. Un auténtico hito que algunos comparan en importancia a los primeros vuelos de los hermanos Wright.
El objetivo de la computación cuántica es realizar ciertas tareas mucho más rápido que las computadoras clásicas convencionales. Para lograr este objetivo, estas máquinas utilizan bits cuánticos o qubits. A diferencia de los bits clásicos, que representan un 1 o un 0, los qubits pueden estar en una especie de combinación de ambos al mismo tiempo. Gracias a esta superposición y a otros rarísimos fenómenos cuánticos, estos ordenadores pueden procesar grandes cantidades de datos en paralelo, mientras que los comunes solo pueden hacerlo de forma secuencial.
Con estas condiciones, los físicos de Google fabricaron un procesador compuesto por 54 qubits, o bits cuánticos, que aprovechan la superposición cuántica y el entrelazamiento para explorar un espacio computacional exponencialmente mayor que el que es accesible con los bits clásicos. Como un qubit no funcionó correctamente, el dispositivo se quedó en 53.
El rechazo de IBM
Para probar el sistema, diseñaron una tarea de muestreo de números aleatorios, donde los números son producidos por un circuito cuántico, que se vuelve cada vez más exigente para las computadoras clásicas a medida que aumenta el número de qubits en el circuito. Entonces, el procesador cuántico, bautizado como Sycamore, comenzó a hacer maravillas. Recolectó un millón de muestras en aproximadamente 200 segundos. En comparación, a Summit, el gigante en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennesee (EE.UU.), este trabajo le habría costado unos 10.000 años con una fidelidad de 0,1%. Y la verificación completa llevaría varios millones de años. Una cantidad de tiempo inasumible.
Pero IBM discrepa, como ya lo hizo en cuanto el borrador se dio a conocer en internet. El pasado lunes se adelantó a la publicación en «Nature» y refutó la afirmación de Google. La compañía anunció que, al modificar la forma en que Summit (40.000 unidades de procesador, cada una de las cuales contiene miles de millones de transistores) aborda la tarea, puede hacerlo mucho más rápido: en 2,5 días. De esta forma, según IBM, el umbral para la supremacía cuántica aún no se ha cumplido. El significado original del término, según lo propuesto por John Preskill en 2012, describía el punto donde las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que las clásicas no pueden hacer. Según IBM, 10.000 años es inasumible, pero 2,5 días, aunque es una diferencia de tiempo notable, es bastante razonable.
Google asegura que la máquina cuántica no solo superó a la gigantesca Summit, sino que lo hizo con una altísima fidelidad operativa (hasta 99,99%) conseguida gracias a un protocolo que el equipo introdujo el pasado año.
El vuelo de los Wright
Para William Oliver, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y autor de un artículo de opinión que acompaña al estudio en «Nature», «esta demostración de la supremacía cuántica sobre los algoritmos clásicos líderes de hoy en día en las supercomputadoras más importantes del mundo es realmente un logro notable y un hito». Sin embargo, señala que se necesita hacer más trabajo antes de que las computadoras cuánticas se conviertan en una realidad práctica, como producir operaciones sostenidas y tolerantes a fallos.
Ciertamente, a la computación cuántica le espera mucho camino por recorrer. Las máquinas son propensas a sufrir pequeñas perturbaciones que pueden modificar la información y falsear los resultados. El más mínimo cambio de temperatura o una pequeña vibración pueden destruir el frágil estado de los qubits. Y los errores se pueden propagar con facilidad. Todavía pueden pasar muchos años antes de que estos ordenadores lleguen al mercado.
A juicio de Oliver, esta demostración recuerda en muchos aspectos los primeros vuelos de los hermanos Wright. Como explica, su avión, el «Wright Flyer», no fue el primer vehículo aerotransportado en volar, y no resolvió ningún problema urgente de transporte. Tampoco anunció la adopción generalizada de aviones ni marcó el principio del fin para otros modos de transporte. En cambio, demostró una nueva forma de hacer las cosas: el vuelo autopropulsado de un avión que era más pesado que el aire. «Lo que representó, más que lo que prácticamente logró, fue lo más importante. Y así es con este primer informe de supremacía cuántica», asegura.
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