China reclama la supremacía Quántica con Zuchongzhi: entiende como funcionan estos ordenadores

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Recuerdas cuando en 2019 Google se atribuía la supremacía cuántica y nos quedábamos boquiabiertos? pues ahora China nos presenta a Zuchongzhi, quien de una patada lo ha bajado del pódium ¿quieres saber cómo?

Publicado en Nature, John Martinis y Frank Arute nos presentaban a Sycamore, un sistema cuántico programable que tardó aproximadamente 200 segundos en ejecutar una tarea en comparación con la mejor de las supercomputadoras clásicas existentes!

​El inquietante informe primero fue filtrado por el diario británico Financial Times, provocando reacciones de todo tipo, entre el que se encontraba el mayor de los escepticismos por parte de IBM. Pasado un mes, el anuncio se hizo oficial

Computadora cuántica de 72-qubits de Google

Y es que claro, la Summit de IBM habría tardado en completar la irrealizable considerada tarea alrededor de 10.000 años! como para no molestarse! la competencia que les había salido era brutal y el orgullo del gigante máximo 

Superordenador Summit de IBM

Pero ¿Cómo lo hacen estas supercomputadoras? Rostro Primero, a diferencia de los ordenadores convencionales, utilizan bits cuánticos o cúbits. Mientras los bits clásicos se representan un 1 o un 0, los cúbits pueden ser las dos cosas al mismo tiempo!

​Esta propiedad se llama superposición y tiene la versatilidad de multiplicarse exponencialmente a medida que los cúbits se enredan entre sí. Claro que todo tiene un límite! los cúbits deben llegar al 0 absoluto para limitar vibraciones que provoquen fallos en los cálculos

Podemos decir con orgullo que el algoritmo empleado por Sycamore fue obra del informático español Sergio Boixo Castrillo, el talento patrio siempre marcando la diferencia ;-) esta vez desde el OAK Ridge National Laboratory en Tennesee (EEUU).

Pero la gloria les ha durado poco: Zuchongzhi llega pisando fuerte reclamando el trono, pues ha conseguido terminar una tarea en 70 minutos, muy por debajo de los 8 años que tardaría el mejor ordenador clásico hasta ahora!

​Esta computadora cuántica de 66 cúbits (12 más que los presentados en el experimento de Google) ha sido presentada en Arxiv, a falta de que el estudio sea revisado por pares

Pan Jianwei, físico chino y miembro del equipo responsable de Zuchongzhi. Img: South China Morning Post

A Zuchongzhi solo le bastaron 56 cúbits para resolver un problema informático muy difícil para las máquinas clásicas: muestrear la distribución de salida de circuitos cuánticos aleatorios.

Sus creadores afirman que la tarea ejercida era de 100 a 1.000 veces más complicada que la que llevó a cabo el Sycamore de Google, claro que sus tecnologías son diferentes, lo que entorpece la comparación entre ambas.

Y es que mientras Google basa su tecnología en electrones y cúbits superconductores, Zuchongzhi usa circuitos ópticos y fotones para administrar y procesar sus cúbits. Ambas tienen común el objetivo principal de realizar una tarea concreta para demostrar la supremacía cuántica.

​El experimento recreado es el mismo en ambos casos, pero según el físico teórico e investigador Antonio Acín de Icrea, lo más importante de esta rivalidad es que estemos más cerca de poder tener un ordenador cuántico funcional

Antonio Acín de Icrea, físico teórico e investigador. Img: TEDxBarcelona

Google no pierde la esperanza de recuperar lo perdido y hace poco publicaba en Nature un nuevo estudio en el que demuestra cómo añadiendo más cúbits físicos al sistema sería posible reducir errores gracias a la redundancia.

​En teoría de la información, esta es una propiedad de los mensajes donde hay partes predecibles a partir del resto del mensaje, por lo que en sí mismas no aportan nueva información o la repiten. Hasta ahora no se había demostrado la redundancia de forma práctica.

Img: Argonne National Laboratory

Lo que está claro es que para la inteligencia artificial, el machine learning y el mundo del Big Data, estas supercomputadoras suponen un salto increíble. 

Para que os hagáis una idea si ya es revolucionaria Zuchongzhi con 66 cúbits, imaginaros lo que podremos alcanzar si se llega al objetivo de conseguir un ordenador cuántico de unos 1.000 o 2.000 cúbits lógicos, o lo que es lo mismo, uno o dos millones de cúbits físicos!

Ordenador quántico experimental de 50 qbits. Img: flickr

La creación de un ecosistema cuántico que sea útil para la sociedad se muestra como un gran progreso que no tiene sentido si las personas no lo entienden, por lo que es indispensable establecer una comunidad de educadores, investigadores, ingenieros y empresas que lo sepan usar.

​Esperemos que los grandes talentos que hay detrás de la computación cuántica no cesen en su empeño por la carrera hacia la supremacía y pronto tengamos avances extraordinarios.

Un último apunte: La palabra "Cúbit" no está normalizada en el castellano, podéis verla también como "Qubit" o "Qbit" vamos un lio y viene, como ya podéis imaginar de "Quantum", como "Quantum Babylon  ;-)

Autores: Nerea González y Mani González
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