Google logra la supremacía cuántica con una tarea imposible de resolver
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La próxima revolución tecnológica está en marcha. No llegará mañana, ni quizá en mucho tiempo, pero sus fundamentos científicos han quedado demostrados. Antes o después, nuestro mundo será, además de digital, cuántico.
La supremacía cuántica, o demostración de que los ordenadores basados en esta tecnología son más eficaces en algunas tareas que los más poderosos disponibles hoy, es ya una realidad, según ha publicado el miércoles la revista Nature.
Por primera vez, un amplio equipo de investigadores, en el que participan Google y la NASA, ha probado que una máquina cuántica es capaz de completar un trabajo que la mejor tecnología digital disponible no puede resolver. O no, al menos, en un tiempo razonable. El informe ahora publicado oficialmente se había ya filtrado, supuestamente por error, hace unas semanas.
Un procesador cuántico de Google, llamado Sycamore, ha tardado en torno a 200 segundos en arrojar un resultado que, según se estima, habría llevado a las mejores supercomputadoras digitales, armadas con los mejores algoritmos, unos 10.000 años.
«Este drástico incremento de velocidad comparado con todos los algoritmos clásicos conocidos es una realización experimental de la supremacía cuántica, anunciando un muy anticipado paradigma computacional», señala la investigación.
El siguiente paso en el desarrollo de tecnología cuántica, una vez demostrada su utilidad más allá de las posibilidades de la computación actual, será lograr que los circuitos empleados no sean tan propensos al error como ahora, según comentó a el Mundo en una reciente entrevista John Martinis, que ha liderado el pionero estudio desde Google AI.
La prueba de supremacía cuántica en una tarea concreta era, en cualquier caso, un paso fundamental y largamente esperado para la próxima gran revolución tecnológica, la cual se espera que tenga una importancia decisiva en el desarrollo de nuevos ingenios en muy diversas áreas. En concreto, aquellas que la digital, pese a su inmenso desarrollo, aún no puede resolver con la eficacia deseable.
«Con la primera computación cuántica que no puede ser razonablemente emulada en un ordenador clásico hemos abierto un nuevo terreno de que explorar», aseguran los autores del experimento.
La prueba de la supremacía cuántica ha llegado a través de la siguiente operación, lo suficientemente endiablada como para ‘volver locas’ a las demás máquinas: «Muestrear un ejemplo de un circuito cuántico un millón de veces». La tarea, que Sycamore logró en apenas tres minutos, se habría atascado en una supercomputadora de última generación hasta el punto de que el proceso sería totalmente inviable en términos prácticos.
El trabajo involucraba una serie de operaciones aleatorias que resultan inalcanzables para las técnicas de computación tradicionales, y a las que, en cambio, el procesador cuántico -que no opera según la lógica clásica, reducible a ceros y unos- logró enfrentarse con éxito.
La demostración es importante no porque los ordenadores cuánticos vayan a sustituir a los digitales en un futuro más o menos próximo, sino porque ha quedado de manifiesto que pueden realizar tareas diferentes. «Probablemente, no se usarán procesadores cuánticos para los móviles, que ya funcionan muy bien», argumenta Martinis.
Sin embargo, ante problemas que tienen que ver con la estructura microscópica de la materia, como el planteado en torno al circuito cuántico que debía muestrear la máquina, esta nueva forma de computación despliega toda su potencia, justo ahí donde los ordenadores actuales se encuentran con más dificultades.
Por ello, se espera que la tecnología cuántica traiga consigo, entre otros avances, nuevos métodos para diseñar moléculas que podrían revolucionar áreas como la producción de medicamentos o compuestos fertilizantes para la agricultura.
«Las computadoras cuánticas son propicias al error, pero nuestro experimento ha mostrado la habilidad de llevar a cabo una computación con errores lo bastante escasos en una escala lo bastante amplia como para superar a una computadora clásica», explica Sundar Pichai, CEO de Google.
El resultado es, además, «el primer desafío experimental contra la extendida tesis de Turing-Church», según comentan Martinis y sus colegas en un blog del departamento de Inteligencia Artificial de Google. La mencionada tesis, uno de los fundamentos de la informática, establece que «los ordenadores clásicos pueden implementar eficientemente cualquier modelo ‘razonable’ de computación».
Dado que Sycamore no responde a la definición clásica de una máquina de Turing y ha logrado resolver un problema prácticamente inviable para los ordenadores basados en este paradigma, lo que ha ocurrido es que se ha «abierto un nuevo ámbito de la computación para ser explorado», anuncian los científicos.
El hallazgo es comparable, según un comentario que ha publicado junto al estudio la revista Nature, «a los primeros vuelos de los hermanos Wright».
Una versión preliminar del informe que da cuenta del experimento fue publicada accidentalmente en una web de la NASA, lo que permitió al Financial Times hacerse con el texto antes de que fuera eliminado del portal de la agencia espacial.
La filtración revolucionó en septiembre al mundo de la computación, que esperaba expectante la publicación definitiva del informe, con todos los detalles del proceso y el aval de los científicos que han revisado los resultados.
Martinis, que participó en un reciente congreso en el Instituto de Ciencias Matemáticas de la Universidad Autónoma de Madrid, adelantó que la revista Nature, consciente de la importancia del trabajo, le daría prioridad para que se publicara cuanto antes. Como así ha ocurrido.
Aunque ya han aparecido voces que ponen en duda la demostración. En concreto, IBM, rival de Google en la carrera por liderar la informática cuántica, ha argumentado en un blog de la compañía que un superordenador digital sí podría resolver la tarea propuesta en un plazo razonable: dos días y medio.
«El experimento de Google es una excelente demostración de progreso en computación cuántica basada en superconducción, pero no debería verse como una prueba de que los ordenadores cuánticos son superiores a los clásicos».
La revista Nature, por su parte, ha dado credibilidad al estudio liderado por Google, donde se recalca que «los procesadores cuánticos han alcanzado el régimen de supremacía cuántica». Lo que no quiere decir que hagan todo mejor, sino que habrá algunas tareas, como la presentada en el informe científico, para las que demuestren su utilidad.
Lo cual sería, en efecto, una revolución, pero una a la que, como reconoce el propio equipo de Google, le queda mucho camino por recorrer. Según Sundar Pichai, CEO de Google, «tenemos un largo recorrido desde los experimentos del laboratorio de hoy hasta las aplicaciones prácticas de mañana. Pasarán muchos años antes de que podamos implementar un conjunto más amplio de aplicaciones para el mundo real».
Las cuales, ademas, no desbancarán a la tecnología digital, sino que «serán un gran complemento al trabajo que hacemos (y continuaremos haciendo) en computadoras clásicas», sostiene Pichai.
Con información de El Mundo
