Como muchos de ustedes saben, en el otoño de 2019, Google e IBM comenzaron a librar un enfrentamiento real entre ellos: cuando los representantes de Google declararon su "superioridad cuántica" debido a la finalización exitosa de la computación cuántica, IBM tomó inesperadamente el relevo, demostrando la capacidad de su nueva supercomputadora para realizar casi cálculos. con la misma velocidad y mucha más precisión que la computadora cuántica de Google. Esta no fue la primera vez que alguien cuestionó la computación cuántica. El año pasado, Michel Dyakonov, físico teórico de la Universidad de Montpellier en Francia, propuso muchas razones teóricas por las que nunca se construirán supercomputadoras cuánticas prácticas. Entonces, ¿cómo saber quién tiene razón y quién no?
¿Por qué está en riesgo la creación de supercomputadoras?
La computadora cuántica es un invento extremadamente útil en la creación de la inteligencia artificial del futuro, nuevos métodos de criptografía e incluso nuevos tipos de baterías. A pesar de toda la versatilidad de su aplicación, es posible que el dispositivo nunca funcione con toda su fuerza. A conclusiones tan poco alentadoras llegó el investigador francés Michel Dyakonov, quien durante muchos años trabajó en la implementación de la computación cuántica. El científico cree que debido a la inevitabilidad de errores aleatorios en el hardware del dispositivo, es poco probable que se construyan computadoras cuánticas realmente útiles.
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Para comprender por qué la creación de supercomputadoras de nueva generación puede estar en riesgo, primero debemos comprender los principios de funcionamiento de este dispositivo informático. Según un artículo publicado en el portal theconversation.com, las computadoras modernas operan según el principio del código binario al almacenar datos, mientras que los dispositivos cuánticos ya creados utilizan un sistema de bits cuánticos o qubits.
Los Qubits tienen propiedades especiales: pueden existir en superposición, siendo ambos cero y uno, mientras se entrelazan entre sí incluso si están a una distancia considerable entre sí. Este comportamiento inusual no está asociado con el mundo de la física clásica, ya que la superposición desaparece instantáneamente cuando el experimentador interactúa con el estado cuántico.
Gracias a la superposición, una computadora cuántica con 100 qubits puede representar simultáneamente 2100 soluciones. Para algunas tareas, este paralelismo exponencial se puede utilizar para crear una gran ventaja en la velocidad de cálculo. Sin embargo, existe otro enfoque más estrecho de la computación cuántica, en el que los qubits se utilizan para acelerar los problemas de optimización. Por ejemplo, D-Wave Systems, con sede en Canadá, ha construido sistemas de optimización que utilizan qubits para este mismo propósito, aunque algunos críticos argumentan que los sistemas resultantes no funcionan mejor que las computadoras clásicas.
Computadoras cuánticas de D-Wave Systems.
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A pesar de ello, empresas y países están invirtiendo enormes sumas de dinero en computación cuántica. Se sabe que China ha construido un nuevo centro de investigación cuántica por valor de 10 mil millones de dólares estadounidenses y la Unión Europea ha desarrollado un plan maestro para la investigación cuántica por valor de mil millones de euros o 1,1 mil millones de dólares. La nueva Ley de Iniciativa Cuántica Nacional de los Estados Unidos prevé 1.200 millones de dólares en desarrollo de información cuántica durante un período de cinco años.
La capacidad de descifrar algoritmos de cifrado es un poderoso factor de motivación para muchos países de todo el mundo. Por lo tanto, el conocimiento de los sistemas de cifrado del enemigo podría dar una gran ventaja en inteligencia, mientras que al mismo tiempo contribuiría a nuevas investigaciones fundamentales en el campo de la física, ya que los sistemas experimentales modernos solo tienen menos de 100 qubits a su disposición. Para lograr un rendimiento computacional útil en una supercomputadora, probablemente necesitemos máquinas con cientos de miles de qubits. Para que los dispositivos funcionen correctamente, deben corregir todos los pequeños errores aleatorios en el software. En una computadora cuántica, tales errores ocurren debido a elementos imperfectos del circuito y la interacción de los qubits con su entorno. Por estas razones, los qubits pueden perder coherencia literalmente en una fracción de segundo,lo que puede dar lugar a resultados erróneos en la computadora.
En otras palabras, aunque las supercomputadoras cuánticas tienen derecho a existir, la exactitud de sus cálculos puede ser una gran pregunta. ¿Y qué piensas? ¿Una persona podrá algún día someter las tecnologías cuánticas?
Autor: Daria Eletskaya
