Así ha logrado Google la 'supremacía cuántica'

El chip usado por Google en su experimento de computación cuántica. / Google

Un ordenador cuántico de Google ha completado en 200 segundos una tarea que el ordenador convencional más rápido del mundo tardaría unos 10.000 años en realizar, según un artículo publicado en la revista científica Nature.

Esta demostración de supremacía cuántica es un hito para la computación cuántica, un sistema informático que aspira a realizar tareas exponencialmente más rápido que los ordenadores clásicos convencionales y con una tasa baja de error.

¿Cómo funciona un ordenador cuántico?

A diferencia de las computadoras clásicas, los ordenadores cuánticos utilizan un sistema de cúbits (bits cuánticos) que almacenan información en las dos cifras del código binario, 1 y 0, mientras que las máquinas clásicas utilizan bits y deben elegir entre almacenar datos en una de las dos cifras, 1 ó 0.

Con este protocolo nuevo, conocido como superposición, las maquinas cuánticas pueden resolver con rapidez problemas de gran complejidad y procesar inmensas cantidades de datos.

¿Cómo se ha conseguido?

El trabajo, liderado por el responsable de computación cuántica de Google en la Universidad de California (EEUU), John Martinis, describe los pasos técnicos realizados para lograr la supremacía cuántica.

Según el artículo, los investigadores fabricaron un procesador compuesto de 54 cúbits, 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 cúbits. El equipo desarrolló procesos de corrección de errores para mantener una alta fidelidad operativa (hasta un 99,99%).

Para probar el sistema, diseñaron una tarea de muestreo de números aleatorios producidos por circuito cuántico. El procesador recogió un millón de muestras en aproximadamente 200 segundos, lo que habría llevado a un superordenador de última generación unos 10.000 años.

"Esta demostración de supremacía cuántica sobre los principales algoritmos clásicos actuales en los principales superordenadores del mundo es realmente un logro notable", señala William Oliver, investigador del Departamento de Ingeniería Informática y Física del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

Oliver escribe en el mismo número de Nature un artículo publicado La computación cuántica despega en el que compara la hazaña con los primeros vuelos de los hermanos Wright y también señala que hay que trabajar más antes de que los ordenadores cuánticos se conviertan en una realidad práctica.

IBM critica el experimento

El artículo sobre el experimento de computación cuántica se filtró por error el pasado septiembre, lo que desató dudas sobre su verosimilitud en la comunidad científica y, claro, también en competidores de Google. Entre ellos IBM, que anuncia que trabaja en una refutación (pendiente de comprobación y publicación en una revista científica) y que ya en un artículo en su blog oficial cuestionó incluso el uso que Google hace del término supremacía cuántica.

La empresa, que también dispone de un procesador de 53 cúbits, ha puesto en tela de juicio la afirmación de Google de que un ordenador convencional tardaría 10.000 años en hacer los cálculos realizados por Sycamore en algo más de tres minutos. Asegura que "una simulación ideal de la misma tarea puede ser realizada por un sistema clásico en 2,5 días, y con mucha más fidelidad" y asegura que se trata de unan estimación conservadora, pues esperan que con unos "perfeccionamientos adicionales" pueda reducirse aún más.

Los expertos de IBM destacan que la cantidad de 10.000 años se basa solo en los requisitos de memoria RAM para albergar los cálculos, pero no toma en consideración otros aspectos. "Debido a que el significado original del término supremacía cuántica, tal como lo propuso John Preskill en 2012, era describir el punto en el que los ordenadores cuánticos pueden hacer cosas que los ordenadores clásicos no pueden hacer, este umbral no se ha alcanzado", asegura la firma en el blog.