La humanidad superara el limite de supremacia cuantica en computacion
El mes pasado tuvo lugar en Moscu la 4a Conferencia Internacional sobre Tecnologias Cuanticas, un evento con bastante expectativa por lo que Google iba a presentar. El equipo que fue en representacion de la gran G preparo una conferencia sobre una computadora cuantica de 49 qubits que desarrollan en sus instalaciones.
Sin embargo, la ponencia de los chicos de Google se vio opacada por la de Mikhail Lukin, de la Universidad de Harvard, y su grupo de colaboradores (estadounidenses y rusos), que aseguran haber probado con exito un dispositivo de 51 qubits, estableciendo un marco en la carrera por la supremacia cuantica.
La proxima revolucion tecnologica.
La proxima gran revolucion tecnologica obligadamente incluye a las computadoras cuanticas: estamos intentando crear dispositivos que se valgan de los estados intermediarios de las particulas cuanticas para acelerar el poder de procesamiento de las maquinas digitales que conocemos.
Para ser sinceros, esto resulta tan emocionante como decepcionante. Resulta muy poco probable que en el futuro proximo podamos tomar un Playstation 7 con arquitectura cuantica para jugar Grand Theft Auto en realidad virtual y a una resolucion de 8K. Lo sentimos amigos.
La computacion cuantica no se resume a cambiar una clase de chip por otro de mayor velocidad. La parte interesante de esta area es que nos garantiza un tercer tipo de bit, mientras que las computadoras comunes solo cuentan con dos. La superposicion cuantica es la figura central en la computacion cuantica, se trata de una nube extra de posibilidades que una particula ocupa antes que observemos su existencia basada en dos estados distintos. Estas condiciones pueden aplicarse para resolver problemas computacionales complejos.
Aunque dichos problemas representan un proceso aburrido y extenso que se impone incluso a nuestras mejores supercomputadoras, la combinacion del qubit de una computadora cuantica de 1s, 0s y ese espacio extra entre los dos puede resolver algunos ejercicios. Entre estos podemos considerar la simulacion de sistemas cuanticos en moleculas o la factorizacion de numeros primos mucho mas faciles de ser comprimidos.
Procesador IBM de 16 Qubit.
Esto no significa que la computacion cuantica no tendra una aplicacion real y de utilidad en una computadora domestica. Pero, antes de siquiera empezar a sonar con esa posibilidad, existe una serie de problemas que deben resolverse.
Por ejemplo, incrementar velozmente un punado de qubits de menos de 20 a algo que comience a rivalizar con nuestras mejores supercomputadoras clasicas en las tareas mas complejas. Hablamos de un numero en torno a los 50, un numero que muchas veces es referido en terminos bastante optimistas como la supremacia cuantica.
Investigacion y procedimientos.
El dispositivo que desarrollaron en Harvard esta basado en una serie de atomos ultra refrigerados de rubidio dispuestos sobre una trampa de imanes y pinzas laser. Despues, las pinzas fueron estimuladas de modo que garantizaran que sus estados cuanticos fueran usados como un unico sistema.
Los investigadores lograron controlar 51 de estos atomos capturados de tal forma que pudieron modelar una mecanica cuantica bastante compleja, algo muy lejano al dispositivo que te permite leer este texto.
Aunque el modelo se utilizo principalmente para poner a prueba los limites de esta clase de configuracion, los investigadores obtuvieron informacion util sobre la dinamica cuantica asociada al llamado problema de los muchos cuerpos. Mejor aun, fueron capaces de poner a prueba sus descubrimientos relativamente mas simples usando computadoras clasicas, encontrando que su tecnica cabria en el presupuesto disponible.
La ciencia se mantiene a la expectativa.
Actualmente los resultados de esta investigacion estan en el sitio arXiv.org, esperando la revision por pares. Pero dicho anuncio mantuvo a la comunidad en la computacion cuantica a la expectativa sobre las posibilidades y consecuencias de alcanzar dichos limites.
El numero magico de 50 qubits es mas un horizonte relativo que un marco real. No hubo grandes cambios en el mundo de la computacion cuantica desde el anuncio de Harvard, y aun queda mucho camino que recorrer para que esta clase de tecnologia resulte util y ofrezca descubrimientos significativos.
Google y su dispositivo de 49 qubits se basan en un plan y proceso completamente distinto al de Lukin, dependiendo de chips cuanticos de quantum multiple, una estructura super conductiva de estado solido llamada empalme Josephson.
Ponen a prueba su tecnologia con una version mas simple de 9 qubit y esperan impulsar gradualmente su objetivo.
Criterios cuanticos.
Sin entrar en muchos detalles, cada una de las tecnologias antes referidas tiene sus pros y contras cuando se trata de dimensionamiento y confiabilidad.
Un problema significativo de la computacion cuantica sera como hacer el sistema mas confiable y lo mas libre de errores que se pueda. Mientras la computacion clasica puede duplicar procesos para minimizar el riesgo de errores, la naturaleza probabilistica de los qubits hace esto imposible para los calculos cuanticos.
Tambien esta el tema de como conectar varias unidades juntas para formar procesadores cada vez mayores. El debate general se concentra en torno a los metodos que abordaran mejor estos problemas a largo plazo.
Existen varias plataformas que son muy prometedoras, y todas ingresan a fronteras muy interesantes, como tamanos de sistema que no puedes simular en computadoras clasicas, declaro Lukin a IBTimes.
Pero creo que resulta muy prematuro elegir a una vencedora entre ellas. Ademas, si estamos pensando en escalas verdaderamente inmensas, o cientos de miles de qubits, sistemas que seran necesarios para algunos algoritmos, para ser honesto, no creo que alguien sepa como llegar hasta alla, agrego.
Es un pequeno paso en la meta a los 100 mil qubits, pero la dificultad no hace la superacion de este marco algo menos significativo.
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