El artículo es una suposición sobre las propiedades de una computadora cuántica, anunciada por Google. La compañía afirma que "una computadora cuántica fue capaz de lograr lo que las computadoras modernas habrían tomado miles de años". La revista hace la pregunta: ¿el equipo de Google comprende el automóvil que crearon? ¿Y no "optimizará" a la persona?
En un artículo reciente del Laboratorio de Computación Cuántica de Google, se anuncia que la compañía ha alcanzado la supremacía cuántica. Esto es solo una charla, pero ¿qué significa todo?
En 2012, acuñé el término "superioridad cuántica" para designar el punto en el que las computadoras cuánticas pueden hacer lo que las computadoras clásicas no pueden, independientemente de la utilidad de las tareas. Con este nuevo término, quería enfatizar la época históricamente importante en la que vivimos. Es un honor vivir en la era del desarrollo de la tecnología de la información basada en los principios de la física cuántica.
El término "superioridad cuántica", y de hecho el fenómeno en sí, ha causado mucha controversia. Y por dos razones a la vez. Primero, la palabra "superioridad" suena mal desde un punto de vista político - evoca asociaciones repugnantes con la "superioridad blanca". En segundo lugar, este término solo exacerba la exageración general en torno a las tecnologías cuánticas, y ya hay demasiado. Todavía preveía el segundo, pero me perdí por completo el primero. Sea como fuere, el término se mantuvo, y ahora el equipo cuántico de Google lo ha adoptado con entusiasmo.
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Repasé un par de opciones más en mi cabeza, pero las rechacé todas, decidiendo que la "superioridad cuántica" refleja la situación de la mejor manera. También reflexioné sobre la "ventaja cuántica", y este término también entró en uso. Pero para mi gusto, "superioridad" todavía suena más precisa y convincente. En la carrera, hablan de una ventaja incluso cuando un caballo está por delante del otro por menos de un cuerpo. La velocidad de una computadora cuántica para ciertas tareas es varias veces mayor que la clásica. En teoría, de todos modos.
Un artículo reciente de Google ilustra esto claramente. Usando un dispositivo con 53 qubits (análogos cuánticos de los bits de una computadora clásica), pudieron realizar cálculos cuánticos en minutos que tomarían miles de años para las supercomputadoras más poderosas de la actualidad. Si esto es cierto, entonces este es un logro sobresaliente en física experimental y evidencia de un desarrollo sin precedentes en hardware cuántico. Felicito sinceramente a todos los participantes del experimento.
Sin embargo, hay una trampa aquí. El equipo de Google admite que el problema que resolvió su máquina con una velocidad asombrosa fue cuidadosamente elegido para demostrar la superioridad de una computadora cuántica. No tiene sentido práctico resolverlo. En resumen, la computadora cuántica ejecutó una secuencia de instrucciones elegidas al azar, después de lo cual se midieron todos los qubits, habiendo recibido una cadena de bits en la salida. Este es un cálculo cuántico de una estructura muy pequeña. Sí, tal tarea es extremadamente difícil para una computadora clásica, pero la respuesta tampoco es muy significativa.
Y sin embargo, el resultado es sobresaliente. Al comprobar que la salida de su computadora cuántica coincide con la salida de una supercomputadora clásica (bueno, si la operación no lleva miles de años, por supuesto), el equipo confirmó que entienden su dispositivo y que funciona como se esperaba. Ahora que nos hemos dado cuenta de que el hardware está funcionando, podemos cargarlo con más tareas útiles.
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¿Por qué es importante comprobar el rendimiento del equipo? Porque es muy difícil controlar con precisión una computadora cuántica. En cierto sentido, una simple consideración de un sistema cuántico lo viola inevitablemente: el famoso principio de incertidumbre de Heisenberg en acción. Por lo tanto, si queremos utilizar un sistema de este tipo para almacenar y procesar información de manera confiable, debemos mantenerlo casi idealmente aislado del mundo exterior. Al mismo tiempo, necesitamos que los qubits interactúen entre sí, queremos procesar datos. Además, tenemos que controlar el sistema desde el exterior y finalmente medir los qubits para conocer el resultado de nuestros cálculos. Es extremadamente difícil crear un sistema cuántico que cumpla con todos estos criterios. Para lograr los resultados actuales, se necesitaron muchos años de progreso en el campo de los materiales,producción, desarrollo y control.
El logro de Google es un hito en el desarrollo de computadoras cuánticas aplicadas. Pensé que la era venidera necesitaba un nombre separado, y se me ocurrió el "cuanto de nivel intermedio ruidoso" o NISQ. Rima con riesgo. El "nivel intermedio" se refiere al tamaño de las computadoras cuánticas que se están volviendo más asequibles. A este ritmo, pronto podrán realizar tareas que son demasiado pesadas para las supercomputadoras actuales. "Ruidoso" enfatiza el control imperfecto y las fallas y errores resultantes que se acumulan con el tiempo. Todavía no podemos realizar un cálculo largo; es poco probable que la respuesta correcta brille para nosotros.
El equipo de Google ha demostrado que es posible construir una máquina cuántica lo suficientemente grande y precisa como para resolver tareas previamente imposibles. Consideremos esto como el comienzo de una nueva era: la era de los ruidosos cuantos de nivel intermedio o NISQ.
¿Qué pasará después? Por supuesto, Google y otros fabricantes de hardware esperan encontrar usos prácticos para sus dispositivos cuánticos. Una computadora cuántica más potente ayudará a los científicos a desarrollar nuevos materiales y compuestos químicos o mejorar las herramientas para el aprendizaje automático, pero una computadora cuántica ruidosa con unos pocos cientos de qubits no servirá de mucho. Sin embargo, tenemos algunas ideas prácticas para las computadoras NISQ que vamos a probar. Al hacer esto, lograremos mejores métodos de optimización y simulaciones físicas más precisas, aunque, en realidad, no estamos muy seguros de su éxito. Pero seguirá siendo interesante jugar con la tecnología NISQ para ver qué puede hacer. estoy contandoque las computadoras cuánticas tarde o temprano transformarán nuestra sociedad, incluso si esto es un asunto del futuro.
En un artículo de 2012 en el que acuñé el término “supremacía cuántica”, razoné: “¿Qué se siente al gestionar sistemas cuánticos a gran escala? ¿Simplemente "muy difícil" o "ridículamente difícil"? Si es lo primero, entonces, después de un par de décadas de arduo trabajo, es posible que tengamos éxito. Si es lo último, tomará varios siglos, e incluso entonces no es un hecho que funcionará ". Los avances recientes del equipo de Google nos llevan a creer que estamos lidiando con el primer caso, simplemente "muy difícil". Si es así, aparecerá una gran cantidad de tecnologías cuánticas en las próximas décadas.
James O'Brien
