Google alcanza la supremacía cuántica; así es como lo logró

De acuerdo con la tecnológica, su experimento de supremacía cuántica, llevado a cabo con éxito, la convirtió en la primera empresa en construir una computadora cuántica capaz de llevar a cabo tareas que para los ordenadores clásicos sería imposible ejecutar, como la de realizar un cálculo en 200 segundos que a la supercomputadora más rápida del mundo le tomaría unos 10,000 años.

Los resultados de este experimento fueron publicados en la revista especializada Nature en un artículo que explica que Google desarrolló un nuevo procesador de 54 cúbits (o bits cuánticos) llamado Sycamore, el cual está compuesto por “puertas lógicas cuánticas rápidas y de alta fidelidad”, para realizar las pruebas.

“Si bien estamos entusiasmados con lo que está por venir, también nos sentimos muy honrados por el viaje que llevó llegar hasta aquí”, escribió Sundar Pichai, CEO de la tecnológica, en un blog.

“En muchos sentidos, el ejercicio de construir una computadora cuántica es una gran lección de todo lo que aún no entendemos sobre el mundo que nos rodea. Si bien el universo opera fundamentalmente a nivel cuántico, los seres humanos no lo experimentamos de esa manera”, explicó.

“De hecho, muchos principios de la mecánica cuántica contradicen directamente nuestras observaciones a nivel de superficie sobre la naturaleza. Sin embargo, las propiedades de la mecánica cuántica tienen un enorme potencial para la informática”, destacó Pichai.

“Para aquellos de nosotros que trabajamos en ciencia y tecnología, este es el momento ‘hola mundo’ que hemos estado esperando: el hito más significativo hasta la fecha en la búsqueda para hacer realidad la computación cuántica. Pero tenemos un largo camino por recorrer entre los experimentos de laboratorio de hoy y las aplicaciones prácticas de mañana; pasarán muchos años antes de que podamos implementar un conjunto más amplio de aplicaciones del mundo real”, agregó.

El trayecto de Google para lograr la supremacía cuántica inició hace 13 años, en 2006, cuando el científico de Google Hartmut Neven comenzó a explorar la idea de cómo la computación cuántica podría empujar los esfuerzos para acelerar el aprendizaje automático.

Este trabajo condujo a la fundación del equipo Google AI Quantum y, en 2014, John Martinis y un grupo de la Universidad de California en Santa Bárbara se unieron a Google en sus esfuerzos para construir una computadora cuántica.

Dos años después, Sergio Boixo publicó un documento en el que dio a conocer los esfuerzos de la tecnológica en la tarea computacional de la supremacía cuántica, y ahora el equipo finalmente ha construido el primer sistema cuántico del mundo que excede las capacidades de las supercomputadoras para este cálculo particular.

Las aplicaciones

Las aplicaciones de la computación cuántica se extienden a muchos y diversos campos.

En el futuro próximo, este tipo de computación podría realizar procesos que excedan la capacidad de los ordenadores clásicos, como la simulación de procesos moleculares, que se pueden traducir en el diseño de mejores baterías que beneficien al medio ambiente al hacer la red de energía más eficiente, por ejemplo, o en la optimización para diseñar nuevos catalizadores que permitan crear fertilizantes con menor impacto ambiental y en el proceso de descubrimiento de moléculas que podrían hacer que los medicamentos resulten más efectivos, entre otros.

“Hicimos estas primeras apuestas porque creíamos, y seguimos creyendo, que la computación cuántica puede acelerar las soluciones para algunos de los problemas más acuciantes del mundo, desde el cambio climático hasta las enfermedades. Dado que la naturaleza se comporta mecánicamente cuánticamente, la computación cuántica nos brinda la mejor oportunidad posible de comprender y simular el mundo natural a nivel molecular”, escribió Sundar Pichai.

¿Qué sigue?

Google adelantó que tiene dos objetivos principales en el futuro respecto a la computación cuántica.

Primero, “haremos que nuestros procesadores de clase suprema estén disponibles para colaboradores e investigadores académicos, así como para compañías que estén interesadas en desarrollar algoritmos y buscar aplicaciones para los procesadores NISQ de hoy”.

En segundo lugar, “estamos invirtiendo en equipo y tecnología para construir una computadora cuántica tolerante a fallas lo más rápido posible. Tal dispositivo promete una serie de aplicaciones valiosas (...) Lograr las capacidades computacionales necesarias aún requerirá años de arduo trabajo científico y de ingeniería. Pero ahora vemos un camino claro y estamos ansiosos por seguir adelante”.