Google demuestra que ha alcanzado la supremacía cuántica

• Crea una computadora que realiza en 200 segundos un cálculo que al ordenador más potente le llevaría 10.000 años
• La publicación del artículo en la revista Nature supone el inicio de una nueva era en el mundo de la informática

Procesador Sycamore con el que Google ha alcanzado la supremacía cuántica.

Google ha demostrado que una de sus computadoras ha alcanzado por primera vez la supremacía cuántica, un hecho que se produce cuando un ordenador cuántico es capaz de realizar una operación que a un ordenador convencional le resultaría imposible o tardaría miles de años en hacer. En este caso, el sistema desarrollado por Google ha realizado en tres minutos y veinte segundos una tarea que le hubiera llevado 10.000 años al superordenador binario más potente del mundo.

El avance, publicado este miércoles en la revista Nature, es la primera demostración empírica del concepto de supremacía cuántica. "Supone el momento en el que la computación cuántica se convierte definitivamente en realidad ", declara a RTVE.es Carlos Sabín, investigador del Instituto de Física Fundamental (CSIC), "este resultado marca el inicio de una nueva era en la computación".

El equipo de Google, a cuyo frente está el científico John Martinis, ha desarrollado el procesador cuántico Sycamore formado inicialmente por 54 cúbits, o bits cuánticos, aunque el experimento se realizó finalmente con 53 cúbits, porque uno de ellos funcionó de manera defectuosa. Para hacerse una idea de las monstruosas cantidades que implica la computación cuántica, estos 53 cúbits son capaces de adoptar unos 10.000 billones de estados cuánticos distintos.

"El experimento de Google está hecho únicamente para demostrar la supremacía cuántica", explica Sabín, "desde hace un par de años se conocía teóricamente que alrededor de los cincuenta cúbits estaba el umbral en el que se puede asegurar que el ordenador cuántico está muy por encima del ordenador clásico para este tipo de cálculos".

Sobre el posible uso práctico de este experimento, el científico del CSIC aclara que "no tiene ninguna aplicación más allá de sí mismo. No hay aplicaciones prácticas o tecnológicas. Eso no lo puedes hacer con 53 o 54 cúbits, tienes que ir a cifras más grandes".

Filtración del artículo

Una versión incompleta del artículo se filtró el pasado 20 de septiembre, cuando apareció colgada en un servidor de la NASA, donde en principio no debería estar. Paradójicamente, salió a la luz porque fue detectada por el propio algoritmo de Google, aunque el documento no tardó en ser retirado. Desde aquel día, buena parte de la comunidad relacionada con la computación cuántica ha vivido expectante ante la publicación oficial.

"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), quien ha refrendado el avance con un artículo en el mismo número de Nature bajo el título La computación cuántica despega.

Posibles usos en el futuro

El experimento realizado por Google significa el punto de inflexión de una tecnología que promete capacidades asombrosas en múltiples campos, aunque los científicos insisten en que aún es demasiado pronto para aventurarse en conjeturas sobre su uso. "El salto se va a ir dando poco a poco, porque es muy complicado", aclara Carlos Sabín, "pasar de unos pocos cúbits a cincuenta ha requerido de un esfuerzo y una inversión de muchos años, con una cantidad de talento y tiempo tremendos".

"El seguir aumentando el número de cúbits es cada vez más difícil. No es que mañana vaya a aparecer un ordenador cuántico perfecto con miles de cúbits, y eso vaya a ofrecer unas capacidades y unas tareas que ahora mismo son imposibles de imaginar", añade.

Aunque no se pueda conocer la dirección que va a tomar esta tecnología, sí que hay campos en los que su uso parece muy claro. Es el caso del diseño de medicamentos o la resolución de problemas biológicos. "El interés y lo que vendrá en los próximos años probablemente se encaminará hacia usos como la simulación de moléculas, de los que ya hay resultados bastante concretos", manifiesta Sabín.

"Se sabe que los ordenadores clásicos, a partir de un número de átomos a nivel de complejidad de la molécula, tienen muchos problemas para simular estructuras realistas, y los ordenadores cuánticos lo podrían hacer. Tenemos ya experimentos con ordenadores pequeños que apuntan a que esa dirección es sólida", prosigue.

Cúbit: 1, 0 y su superposición

Los ordenadores cuánticos utilizan un sistema de cúbits (bits cuánticos) que almacenan información en las dos cifras del código binario, 1 y 0, además de en una superposición de ambas, mientras que las computadoras clásicas utilizan bits y deben elegir entre almacenar datos en una de las dos cifras, 1 o 0.

Con este nuevo protocolo, las maquinas cuánticas pueden resolver con extrema rapidez problemas de gran complejidad y procesar ingentes cantidades de datos.

Polémica con IBM

El anuncio no está exento de polémica. Durante los últimos años, Google ha protagonizado con otro gigante tecnológico, IBM, una carrera encarnizada por ser el primero en alcanzar la supremacía cuántica. En recientes declaraciones al Financial Times, el español Darío Gil, director mundial de IBM Research, calificaba como “errónea” la prueba de Google, después de que se conociera debido a la filtración.

En su opinión, el sistema de Google “es una pieza especializada de hardware diseñada para resolver un solo problema y no un ordenador cuántico de propósito general, a diferencia de los desarrollados por IBM”.

Sin embargo, la sola publicación del avance en Nature ya deja poco espacio para la duda, puesto que implica una revisión científica muy rigurosa. "Como son competidores comerciales feroces, es lógico esperar una respuesta así, pero creo que el resultado de Google tiene un valor difícilmente discutible", opina Carlos Sabín.