Google publica en Nature un artículo científico de cómo han conseguido la supremacía cuántica

Tras una larga espera, Google ha publicado en Nature un artículo explicando cómo han conseguido la supremacía cuántica anunciada hace casi un mes.

Parece que la respuesta de Google al intento de reclamación de supremacía cuántica por parte de IBM no se ha hecho esperar. Aunque en estos momentos este título sea relativo y no existan parámetros claros para su obtención, es algo llamativo. Google ha publicado en Nature, una de las revistas científicas más prestigiosas cómo ha conseguido este hito.

Lo curioso de todo el caso es que sabemos este reclamo por parte de Google desde hace semanas por un error de la NASA. Parece ser que la agencia espacial estadounidense publicó sin querer la información. Nature respalda la afirmación de Google tras ser sometido a escrutinio durante varias semanas de intenso debate. Esta revista no publica nada sin antes verificar y corroborar todos los datos fehacientemente.

Google explica, al fin, cómo ha conseguido la supremacía cuántica

Básicamente este ‘título’ se obtiene cuando un ordenador cuántico resuelve un problema práctico más rápido que un ordenador convencional. Aún con esta sencilla definición fácil de tender, existen algunos matices.

Habitualmente se entiende que esta se da cuando un ordenador cuántico consigue resolver un problema complejo que a un superordenador le llevaría una cantidad brutal de tiempo. Esto básicamente es lo que ahora están diciendo los investigadores de Google.

John Mantinis, líder del equipo, explica que ha diseñado un ordenador cuántico con qubits con calidad suficiente para la resolución de un algoritmo matemático muy complejo que permite generar números aleatorios. Esto parece cosa de poca relevancia, pero no es así. Summit, el superordenador del Laboratorio Nacional de Oak Ridge hubiera necesitado 10 000 años. Google dice que su ordenador lo ha hecho en tres minutos y veinte segundos.

Aún con estas bases hay un gran escepticismo

Isis Agora, una física y criptógrafa estadounidense defiende que la supremacía cuántica se conseguirá cuando se tenga un sistema de corrección de errores que esté lo suficientemente avanzado para el correcto funcionamiento de una máquina cuántica.

Gil Kalai, Matemático de Yale es aún más pesimista. Dice que nunca se conseguirá la supremacía cuántica. Asegura que cuanto mayor es la complejidad de un ordenador cuántico, más probable es que se comporte como un ordenador clásico. Un hecho que provocaría una pérdida de ventaja importante sobre sistemas convencionales.

IBM por su parte apuesta que el logro que afirma Google no es correcto. Afirman que los 10 000 años afirmados por Google son incorrectos y que un superordenador necesitaría dos días y medio. Además, este lapso de tiempo es abarcable en la realidad, no supondría un lapso de tiempo tan absurdo como 10 000 años.

Destacar que el ordenador cuántico de Google no tiene elementos como RAM o unidades de disco duro. Estos elementos ralentizan cualquier sistema, entre ellos el superordenador de IBM. Y es que los componentes electrónicos tienen serias limitaciones de rendimiento. Además IBM dice que se consiguiera mejorar el hardware lo suficiente, tener discos duros de sobra y pulir el algoritmo se pondría en dos días y medio.

¿Qué dice Google en la revista Nature?

El artículo es denso y complejo, como es obvio, pero hay elementos que destacan. Sobre todo destaca que el procesador utilizado es Sycamore con 53 qubits superconductores. Básicamente este procesador tiene un total de 2⁵³ estados internos. La explicación es bastante compleja, pero para simplificarlo, es muchísimo más potente que un procesador convencional.

Los investigadores de Google explican que hicieron uso de un algoritmo de generación de números pseudoaleatorios. Dice que el procedimiento que han usado es el correcto. Alegan que es la mejor manera de probar el potencial completo del sistema, obligándolo a generar un esfuerzo computacional enorme. Esto es algo que un ordenador convencional no podría realizar en un plazo de tiempo aceptable.

John Martinis, director del equipo, también detalla el motivo por el cual su algoritmo ha funcionado correctamente. Para esto ha usado una metodología denominada prueba de entropía forzada. Básicamente, compara la frecuencia que se observa de manera experimental en cada salida del sistema cuántico con la distribución de probabilidad calculada mediante simulación en un ordenador cuántico.