Yurii Mongol
0 
1483
184
Google acaba de dar un salto cualitativo en la informática. Usando la computadora cuántica de última generación de la compañía, llamada Sycamore, Google ha reclamado la "supremacía cuántica" sobre las supercomputadoras más poderosas del mundo al resolver un problema considerado virtualmente imposible para las máquinas normales..
La computadora cuántica completó el complejo cálculo en 200 segundos. Ese mismo cálculo tomaría incluso a las supercomputadoras más poderosas aproximadamente 10,000 años en terminar, el equipo de investigadores, dirigido por John Martinis, un físico experimental de la Universidad de California, Santa Bárbara, escribió en su estudio publicado el miércoles (23 de octubre) en la revista Nature.
"Es probable que el tiempo de simulación clásica, que actualmente se estima en 10.000 años, se reduzca mediante un hardware y algoritmos clásicos mejorados", dijo Brooks Foxen, estudiante de posgrado investigador en el laboratorio de Martinis, en un comunicado. "Pero dado que actualmente somos 1,5 billones de veces más rápidos, nos sentimos cómodos al reclamar este logro", agregó, refiriéndose a la supremacía de las computadoras cuánticas..
Relacionado: 18 veces la física cuántica nos dejó alucinados
Las computadoras cuánticas aprovechan la física loca de la mecánica cuántica para resolver problemas que serían extremadamente difíciles, si no imposibles, para las computadoras clásicas basadas en semiconductores..
El cálculo que Google decidió conquistar es el equivalente cuántico de generar una lista muy larga de números aleatorios y verificar sus valores un millón de veces. El resultado es una solución que no es particularmente útil fuera del mundo de la mecánica cuántica, pero tiene grandes implicaciones para la potencia de procesamiento de un dispositivo..
Fuerza en la incertidumbre
Las computadoras ordinarias realizan cálculos utilizando "bits" de información, que, como los interruptores de encendido y apagado, pueden existir en solo dos estados: 1 o 0. Las computadoras cuánticas usan bits cuánticos o "qubits", que pueden existir como 1 y 0 simultáneamente. Esta extraña consecuencia de la mecánica cuántica se llama estado de superposición y es la clave de la ventaja de la computadora cuántica sobre las computadoras clásicas..
Por ejemplo, un par de bits puede almacenar solo una de las cuatro posibles combinaciones de estados (00, 01, 10 u 11) en un momento dado. Un par de qubits puede almacenar las cuatro combinaciones simultáneamente, porque cada qubit representa ambos valores (0 y 1) al mismo tiempo. Si agrega más qubits, la potencia de su computadora aumenta exponencialmente. Tres qubits almacenan ocho combinaciones, cuatro qubits almacenan 16, y así sucesivamente. La nueva computadora de Google con 53 qubits puede almacenar 253 valores, o más de 10,000,000,000,000,000 (10 cuatrillones) de combinaciones. Este número se vuelve aún más impresionante cuando otra propiedad fundamental e igualmente extraña de la mecánica cuántica entra en escena: los estados entrelazados..
Relacionado: Las 11 ecuaciones matemáticas más bellas
En un fenómeno descrito por Albert Einstein como "acción espeluznante a distancia", las partículas que han interactuado en algún momento pueden enredarse. Esto significa que medir el estado de una partícula le permite conocer simultáneamente el estado de la otra, independientemente de la distancia entre las partículas. Si los qubits de una computadora cuántica están entrelazados, todos se pueden medir simultáneamente.
La computadora cuántica de Google consiste en circuitos microscópicos de metal superconductor que entrelazan 53 qubits en un complejo estado de superposición. Los qubits entrelazados generan un número aleatorio entre cero y 253, pero debido a la interferencia cuántica, algunos números aleatorios aparecen más que otros. Cuando la computadora mide estos números aleatorios millones de veces, surge un patrón de su distribución desigual.
"Para las computadoras clásicas, es mucho más difícil calcular el resultado de estas operaciones, porque requiere calcular la probabilidad de estar en cualquiera de los 253 estados posibles, donde 53 proviene del número de qubits - la escala exponencial [de estados] es por eso que la gente está interesada en la computación cuántica para empezar ", dijo Foxen.
Aprovechando las extrañas propiedades del entrelazamiento cuántico y la superposición, el laboratorio de Martinis produjo este patrón de distribución utilizando el chip Sycamore en 200 segundos..
Sobre el papel, es fácil demostrar por qué una computadora cuántica podría superar a las computadoras tradicionales. Demostrar la tarea en el mundo real es otra historia. Mientras que las computadoras clásicas pueden apilar millones de bits operativos en sus procesadores, las computadoras cuánticas luchan por escalar el número de qubits con los que pueden operar. Los qubits enredados se desenredan después de períodos cortos y son susceptibles a ruidos y errores.
Aunque este logro de Google es sin duda una hazaña en el mundo de la computación cuántica, el campo aún está en su infancia y las computadoras cuánticas prácticas siguen en el horizonte, dijeron los investigadores..
- Fotos: Grandes números que definen el universo
- 9 números que son más geniales que Pi
- 8 formas en que puedes ver la teoría de la relatividad de Einstein en la vida real
Publicado originalmente el .