La Carrera por la Supremacía Cuántica

La revolución de la computación cuántica es un tema serio desde la década de 1980. En esa época, los teóricos se dieron cuenta de que un computador basado en la mecánica cuántica tenía el potencial de superar ampliamente a los computadores ordinarios o clásicos, en determinadas tareas.

Lo que hace que el computador cuántico sea tan especial es que nos ofrece un tercer tipo de bits donde los computadores típicos sólo tienen dos. En la computación cuántica, existe la superposición cuántica -esa extraña nube de "quizás" que ocupa una partícula antes de que observemos su existencia cimentada como uno de dos estados diferentes- para resolver problemas computacionales de gran complejidad. Estas máquinas pueden realizar tareas mucho más allá de la capacidad de los supercomputadores más potentes de la actualidad. Este nuevo tipo de computador podrá computar modelos matemáticos demasiado complejos para los computadores estándar, ampliando enormemente el alcance y la precisión de las previsiones meteorológicas y las predicciones de los mercados financieros, entre otras cosas. Esto no quiere decir que la computación cuántica no pueda ser nunca un complemento útil para un computador de sobremesa. Pero para empezar a soñar con las posibilidades, hay que resolver primero toda una serie de problemas.

El principal problema de los computadores cuánticos era construir uno funcional y hasta hace poco sólo eran una curiosidad de laboratorio. Sin embargo, el sueño de los científicos de desarrollar computadores cuánticos está a punto de cumplirse. Y ya se está convirtiendo en una realidad con el último computador cuántico de IBM que ha superado al famoso Watson [1].

Ahora hay una carrera por la llamada "supremacía cuántica", para alcanzar las capacidades que ningún computador convencional puede igualar. Google quiere ser el primero.

"Definitivamente, ahora son los líderes mundiales, no hay duda". -Simon Devitt, Centro para la Ciencia de la Materia Emergente, Japón

Google tiene un plan para la supremacía de los computadores cuánticos. Los planes de la empresa son secretos, y Google se negó a comentar su hoja de ruta. Sin embargo, ya han dado detalles sobre un chip de seis qubits con el que están a punto de lograr un gran avance.

El chip Quantum de Google con 6 qubits está listo para las pruebas

"Todo ese proceso está funcionando. Ahora estamos listos para movernos rápidamente".- John Martinis, líder del grupo de investigación de Google sobre Computación Cuántica

Hay dos cuestiones principales: el número necesario de qubits para lograr la llamada supremacía cuántica y la fiabilidad de este tipo de sistemas. Se trata de una cuestión crítica: si los dispositivos cuánticos sin corrección de errores pueden realizar una tarea computacional bien definida más allá de las capacidades de los computadores clásicos de última generación. Sergio Boixo y su equipo de Google Inc. están trabajando para encontrar respuestas a una de estas dos preguntas[2].

Estudiaron varias simulaciones de circuitos de modelización con hasta 42 qubits, los mayores circuitos cuánticos simulados hasta la fecha para una tarea computacional que se acerca a la supremacía cuántica. Su primera conclusión es que la supremacía cuántica puede alcanzarse a corto plazo con unos cincuenta qubits superconductores. Es un primer paso pero, con IBM y Google compitiendo por ello, no tendremos que esperar demasiado para ver los siguientes pasos.

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[1] https://www.cnbc.com/2017/05/17/ibm-powerful-supercomputer-watson-quantum-computer.html 

[2] Characterizing Quantum Supremacy in Near-Term Devices https://arxiv.org/abs/1608.00263