Imagine que usted es un científico y busca resolver un problema complejo, para ello tiene a su alcance una supercomputadora, aún así es necesario ma? de un año para obtener un respuesta debido a la capacidad cómputo del equipo. Ahora imagine que ese computador fuese cuántico y pudiese resolver el mismo problema en pocos segundos.

Si bien la computación cuántica es poco conocida, esta tecnología podría ser la causante de una revolución en la computación. En un artículo publicado en Nature, investigadores de Google aseguraron haber conseguido la supremacía cuántica, o sea, resolvieron con un computador cuántico un problema que un computador convencional no hubiese logrado resolver en tiempos humanos.

Google defiende haber logrado en tres minutos y 20 segundos una operación para calcular números aleatorios que al ordenador convencional más potente de la actualidad le llevaría 10.000 años.

Diferencia entre computadores clásicos y cuánticos 

“La principal diferencia es el paradigma de computación, el computador cuántico procesa y transmite información en los estados cuánticos de un sistema cuántico. Mientras que los computadores que tenemos hoy en día basan su lógica y su paradigma de computación en estados clásicos: bits. Ahí está la revolución”, explicó Boris Rodríguez, profesor de mecánica cuántica de la Universidad de Antioquia.

Un computador clásico trabaja con bits, o sea, puede estar en dos estados, uno o cero, en computación cuántica la unidad mínima es el cúbit, que es una combinación de esos dos estados, está en ambos al mismo tiempo. Allí se encuentra la clave del poderío del computador cuántico, ya que trabajar con cúbits le da una capacidad de procesamiento monstruosamente mayor.

Rodríguez especificó que “ese cambio de velocidad y capacidad de cómputo no es despreciable, es de miles de años a minutos. Uno no puede despreciar eso”.

Es necesario aclarar que los computadores cuánticos existentes actualmente son de bajo nivel debido a las limitaciones que existen con el hardware. Precisamente el logro de Google es mostrar que estos computadores de gran capacidad de procesamiento son más que un sueño.

Y es que los cúbits son altamente inestables, La carrera por el dominio de la computación cuántica se trata de encontrar una forma de estabilizarlos para la producción en masa, ya que entre más poderosa se vuelve una máquina cuántica más difícil es controlarlos, para esto se necesita trabajar con temperaturas próximas al cero absoluto.

Estas máquinas son propensas a sufrir pequeñas perturbaciones que pueden modificar la información y falsear los resultados. El más mínimo cambio de temperatura o una pequeña vibración pueden destruir el frágil estado de los cúbits.

Utilidad 

Si bien la computación cuántica serviría para cualquier actividad que necesite gran capacidad de procesamiento. Desde la ciencia se planteó originalmente para resolver problemas de la ciencia misma.

Rodríguez explicó que en este momento hay problemas importantes como modelar mejor el sistema climático terrestre, las mejores supercomputadoras se demoran un año en correr modelos elementales de esas simulaciones. “En un computador cuántico podríamos no solo mejorar las complejidades del problema sino correrlo en tiempos realistas”. 

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“Tenemos problemas computacionales para simular nuevos materiales o nuevos fármacos, comprender la formación de planetas, la estructura tridimensional de las proteínas. En este momento hay muchísimos problemas que requieren gran intensidad de cómputo”, indicó Rodríguez.

“Se especula que cuando tengamos un computador cuántico funcionando la sociedad y la humanidad va a dar otro salto tecnológico porque la potencia en la capacidad de procesamiento es inmensamente más grande, eso quiere decir que mucho problemas que tenemos hoy en día se van a poder resolver”, añadió el docente.

Otra área en la que se espera aprovechar la gran capacidad de cómputo de la computación cuántica es en el sistema financiero y la criptografía. Las maneras de encriptar actual y todo la seguridad digital existente serían un juego de niños para un computador cuántico potente.

Demuestra que se puede volar 

Google comparó el hito con el primer avión de los hermanos Wright, no sirve para volar, pero demostró que se puede. Si bien el computador cuántico de esta empresa no sirve para correr otros algoritmos cuánticos, demostró el gran poder de la computación cuántica.

Sundar Pichai, CEO de Google, dijo en una entrevista para la revista del MIT que “el primer avión voló sólo durante 12 segundos, por lo que no hay una aplicación práctica de eso. Pero mostró que un avión podía volar”.

Google corrió un algoritmo diseñado especialmente para la supremacía, no es un computador de uso general, según explicó Rodríguez. Y no es que no existan otros algoritmos, hay algoritmos cuánticos que están esperando por la computadora cuántica, el gran problema es el Hardware. Ese computador no podría correr esos otros algoritmos.

“La comunidad de físicos cuánticos llevábamos mucho tiempo pensando en si era posible o no hacer el computador cuántico y lo que muestra el equipo de Google es ese primer avión incipiente que voló como 10 metros”, agregó Rodríguez.

El CEO de Google reconoce que queda mucho camino por recorrer antes de que las computadoras cuánticas se conviertan en una realidad práctica. Google ha pasado trece años en este proyecto y pueden transcurrir décadas antes de que estos ordenadores sirvan a la industria.

Recuadro: Crítica de IBM 

IBM, uno de los competidores de Google por el dominio de la computación cuántica, ha dicho que "una simulación ideal de la misma tarea puede ser ejecutada por un sistema convencional en 2,5 días y con mayor fidelidad".

Boris Rodríguez, profesor de mecánica cuántica de la Universidad de Antioquia, explica que IBM no ha mostrado pruebas al respecto, mientras que el artículo de Google tiene una información muy detallada.

Y es que IBM tiene intereses en llevar la delantera en la carrera, este año la empresa presentó el IBM Q System One, el primer ordenador cuántico para uso comercial. En este se combina la computación cuántica con la tradicional para ofrecer un sistema de 20 cúbits. El 18 de Septiembre, IBM anunció que lanzará pronto su decimocuarto ordenador cuántico de 53 qubits, el más grande y potente de forma comercial hasta la fecha.