Cuando Google anunció que su ordenador cuántico había resuelto un problema más allá de la capacidad de la superordenador más potente, fue un hito para la industria. Pero los investigadores chinos han demostrado ahora que c un resolver el mismo problema en un superordenador normal en cuestión de segundos.

La última promesa de la cuántica informática es su capacidad para llevar a cabo ciertas hazañas computacionales mucho más rápido que las máquinas clásicas, o incluso resolver problemas que serían esencialmente imposibles de descifrar utilizando enfoques tradicionales.

Sin embargo, el campo es aún incipiente y los dispositivos actuales son demasiado pequeños para ponerlos a trabajar en cualquier desafío del mundo real. Pero en un esfuerzo por demostrar que el campo está progresando, los desarrolladores de procesadores cuánticos se han afanado en encontrar problemas que quizá no tengan mucha utilidad práctica, pero que puedan demostrar los potenciales aumentos de velocidad de los que es capaz su tecnología.

Google hizo un gran avance en este frente en 2019 cuando afirmó que su Procesador de sicomoro han resuelto un problema que llevaría a un superordenador 10.000 años en sólo 200 segundos. El problema estaba amañado a su favor, ya que consistía esencialmente en simular la salida de su procesador, pero al demostrar que un ordenador clásico tendría problemas pudieron reclamar la «supremacía cuántica», más conocida hoy como «ventaja cuántica».

Pero ahora los investigadores de Chin a tener resolvió el mismo problema en sólo 15 horas utilizando s n diseño algorítmico inteligente y un ordenador medianamente grande. Según sus cálculos, sólo tardarían unas decenas de segundos si tuvieran acceso a superordenadores de tamaño normal.

El reto que se había propuesto Google era simular que su procesador actuaba más o menos como un generador de números aleatorios. La única diferencia era que repetían el algoritmo millones de veces y, debido a la naturaleza del algoritmo, debía surgir un determinado patrón en los números aleatorios que se escupían.

Simular esto en un ordenador clásico debería ser rápidamente difícil a medida que aumenta el tamaño del procesador, porque la cantidad de información codificada aumenta exponencialmente con cada qubit extra. Utilizando enfoques convencionales para resolver este problema, Google predijo que tardaría 10.000 años en simular su procesador de 53 qubits.

El equipo del Instituto de Física Teórica de la Academia China de Ciencias consiguió a lo redondean reelaborando la matemática subyacente utilizada para resolver el problema. Representaron el procesador como una red 3D de objetos matemáticos llamados tensores que representan las puertas lógicas entre los 53 qubits. Esta red se repitió en 20 capas, diseñadas para representar los 20 ciclos por los que pasa el algoritmo cuántico antes de que se lea la salida del procesador.

La ventaja de utilizar tensores es que las GPU, los chips que han impulsado la revolución del aprendizaje profundo, son capaces de procesarlos muy rápidamente en paralelo. Los investigadores también aprovecharon el hecho de que los cálculos de Google en Sycamore no eran muy precisos, alcanzando una fidelidad de apenas el 0,2%. Esto les permitió sacrificar parte de la precisión de su simulación para aumentar su velocidad, lo que hicieron eliminando algunas de las conexiones entre qubits.

El resultado fue que consiguieron simular la salida del procesador Sycamore con una fidelidad del 0,37 por ciento en tan sólo 15 horas en 512 GPU, una potencia de procesamiento considerablemente menor que la de la mayoría de los principales superordenadores. Actualmente se está publicando un artículo con los resultados en Physical Review Letters , pero una revisión de no pares ed La preimpresión se publicó el pasado mes de noviembre .

Aunque el resultado revienta un poco la burbuja de la supremacía cuántica de Google, en un correo electrónico a Ciencia La compañía señaló que había predicho que los algoritmos clásicos mejorarían en su documento de 2019. Pero añaden que no creen que puedan seguir el ritmo del aumento exponencial del rendimiento de los ordenadores cuánticos durante mucho tiempo.

Es no es el único experimento de supremacía cuántica que se deshace . En el año 2020, un chino equipo afirmó que un problema que su ordenador cuántico podía resolver en 200 seco nds tardaría un superordenador 2.500 millones de años, pero en enero los investigadores demostraron que en realidad sólo tardaría 73 días.

Aunque esto no niega los avances que se están produciendo en este campo, un grupo cada vez más numeroso de investigadores afirma que enfrentar a las máquinas cuánticas y a las clásicas en este tipo de problemas computacionales abstractos no da una idea clara de dónde se encuentra la tecnología en .

La verdadera prueba, dicen, será cuando los ordenadores cuánticos sean capaces de resolver problemas del mundo real con más rapidez y eficacia que los clásicos. Y eso parece que aún está lejos.

Crédito de la imagen: Google