lunes 28 de octubre - 2019

Supremacía cuántica: hito de Google en la historia de la computación


Una computadora cuántica de Google ha completado en 200 segundos una tarea que la computadora convencional más rápido del mundo tardaría unos 10 000 años en realizar, según un artículo publicado ayer en la revista científica Nature.
 
"Este drástico aumento de velocidad en comparación con todos los algoritmos clásicos conocidos es una realización experimental de la supremacía cuántica para esta tarea computacional específica, anunciando un paradigma de computación muy esperado"", indica el estudio.

  Sin embargo, la supremacía cuántica -cuando un procesador de este tipo realiza una tarea prácticamente imposible para una computadora clásica- que Google dice haber alcanzado, ha sido puesta en duda por la empresa IBM, su mayor competidora en este campo.

  Alcanzar esta supremacía supone un hito para la computación cuántica, un sistema informático que aspira a realizar tareas exponencialmente más rápido que los computadoraes clásicos convencionales y con una tasa baja de error.

LOS CUBITS

  A diferencia de las computadoras clásicas, los computadoraes 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, el 1 o el 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.

El trabajo, liderado por el responsable de computación cuántica de Google en la Universidad de California (EE.UU), John Martinis, describe los pasos técnicos realizados para poner a prueba a su procesador cuántico Sycamore.

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.

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 el circuito cuántico. El procesador recogió un millón de muestras en aproximadamente 200 segundos, lo que habría llevado a un supercomputadora de última generación unos 10 000 años, señala el estudio.

  ``Esta demostración de supremacía cuántica sobre los principales algoritmos clásicos actuales en los principales supercomputadoraes 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 el artículo ``La computación cuántica despega"" en el que también señala que hay que trabajar más antes de que estos computadores sean una realidad práctica.

AGUAFIESTAS

  Sin embargo, la multinacional IBM, que también dispone de un procesador de 53 cúbits, ha puesto en tela de juicio la afirmación de Google de que un computadora convencional tardaría 10 000 años en hacer los cálculos realizados por Sycamore en algo más de tres minutos.

La empresa asegura en su blog 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 que firman el blog, 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 computadores cuánticos pueden hacer cosas que los computadores clásicos no pueden hacer, este umbral no se ha alcanzado"", asegura la firma en el blog.

  Google negó las afirmaciones de IBM. Haya o no Google logrado la supremacía cuántica la investigación indica que el campo está madurando.

EL CALCULO

­ El cálculo fue un problema de muestreo al azar, similar a analizar las varias combinaciones que podrían salir de lanzar un dado o una máquina de apuestas. Tiene poco valor práctico más allá de probar qué tan bien funciona el procesador.

  ``El hito más interesante será una aplicación útil"", dijo Chris Monroe, un físico de la Universidad de Maryland y fundador de IonQ.

  El procesador cuántico de Google parece un bote para basura invertido del cual salen varios tubos usados para conducir señales a un chip. El aparejo entero está almacenado en una cámara fría para proteger al chip.

DECADAS PARA USOS PRACTICOS

  La hazaña podría abrir la puerta a que algún día se desarrollen máquinas tan veloces que podrían revolucionar tareas como hallar nuevos medicamentos, desarrollar sistemas de inteligencia artificial infinitamente más hábiles y, lo más amenazante, resolver la encriptación que protege algunos de los secretos mejor guardados del mundo.

  Probablemente falten décadas para usos tan prácticos, dijeron los científicos. Sin embargo, los hallazgos publicados en la revista científica Nature, muestran que ``el acelerón cuántico es alcanzable en un sistema de la vida real y no está impedido por ninguna ley física oculta"", escribieron los investigadores.

Las grandes empresas de tecnología, como Google, Microsoft, IBM e Intel, investigan ávidamente el campo de la computación cuántica, una tecnología nueva y, de alguna forma, desconcertante, para lograr un procesamiento informático infinitamente más rápido.