La batalla por la supremaca cuntica
Hace un ao, la compaa IBM mostraba al mundo un procesador cuntico de 127 qubits; ahora, la empresa multinacional norteamericana acaba de anunciar su chip Osprey de 433 qubits.
Por si esto fuera poco, nos dice que para el ao que entra pondr en marcha un procesador llamado Condor, con mil 121 qubits.
La corporacin IBM anunci que para 2025 tendr un circuito integrado con ms de 4 mil qubits.
Y es que las conversaciones alrededor de las computadoras cunticas se centran en el nmero de qubits.
Un qubit es el equivalente cuntico de los bits clsicos que, como sabemos, pueden tomar el valor de 0 1.
En las computadoras actuales, cada bit contiene la informacin de un ?Si? o un ?No?, y con eso se construyen computadoras capaces de ejecutar una cantidad de operaciones que, en ms alto nivel, resuelven multitud de problemas.
Los bits se procesan con transistores en lo que conocemos como compuertas lgicas.
Los circuitos integrados son capaces de contener muchas compuertas de todo tipo para que los bits que entran por un lado salgan por otro con los valores finales siguiendo una ruta en los circuitos elctricos que son capaces de sumar, multiplicar y ejecutar algoritmos.
Hacer todo eso con qubits es el deseo de los fsicos que trabajan con sistemas cunticos.
En este nuevo tipo de computadoras los qubits son la unidad bsica.
No son un voltaje con cierto valor para representar el ?1? y su ausencia para representar el ?0?, sino un sistema cuntico que puede tomar ms valores que solo dos.
Fsicamente stos pueden ser tomos o electrones cuyos estados posibles permiten contener informacin.
En septiembre de 2019, la compaa Google declar haber alcanzado la ?supremaca cuntica?.
Con esa terminologa altisonante y glamorosa se quiere decir que su propuesta de computadora cuntica logr ejecutar clculos que con una computadora clsica sera imposible ?o ms tardado? de hacer.
Google haba colocado su declaracin en el portal de la NASA, pero lo retir muy pronto cuando consider que una tal noticia mereca ser publicada en un lugar de mayor prestigio.
El reporte apareci ms tarde en la revista Nature con el ttulo ?Supremaca cuntica usando un procesador superconductor programable?.
Ah argumentaron que a su procesador le tomaba 200 segundos muestrear un paso en un circuito cuntico un milln de veces, mientras que a una supercomputadora clsica de ltima generacin le tomara 10 mil aos hacerlo.
Todo un logro.
Google reclamaba haber alcanzado la supremaca cuntica.
Por supuesto, los cuestionamientos fueron muchos y, entre otros, IBM argument que la supremaca cuntica se debe alcanzar con un dispositivo de propsito general y no con algo diseado para una operacin especfica.
La operacin del chip Sycamore de Google mostraba que un generador de nmeros aleatorios especfico en realidad mostraba un patrn, es decir que no eran perfectamente aleatorios.
Esto es algo que una computadora convencional no puede hacer ?no por lo menos en 10 mil aos de funcionamiento?.
Investigadores de IBM prosiguieron con su crtica y en pocas semanas mostraron que la operacin anunciada por Google se poda hacer en 2.
5 das en la muy convencional Supercomputadora Summit del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee.
En su defensa, Google argument que 2.
5 das siguen siendo ms que 200 segundos de manera que su reclamo de Supremaca Cuntica segua siendo vlido.
Los desarrolladores de IBM contestaron que si bien en aquel momento Summit era el equipo de cmputo ms poderoso del mundo, todos esperaban que fuera superada en la siguiente generacin de equipos, con los que ya no sera vlida su pretensin de haber logrado supremaca cuntica; el computador de maana es mejor que su propuesta Sycamore, dijeron.
La discusin pblica se desarroll con algunos a favor y otros en contra como siempre ocurre.
Algunos dicen que la prueba de IBM en la supercomputadora fue fraudulenta y otros que no.
Con todo esto, hay algo que s parece ser cierto: el potencial de las computadoras cunticas ha quedado demostrado, y si en aquellos das se polemiz con 53 qubits, qu se podr hacer con ms de mil qubits que estn ya en proceso de construccin para el ao que entra?Los qubits de entonces eran llamados ?transmon?, que son uniones de dos materiales en estado superconductor separados por una delgada capa aislante.
Cuando un material es enfriado por debajo de una cierta temperatura este comienza a conducir electricidad sin resistencia y se dice entonces que es superconductor.
En los materiales superconductores se forman pares de electrones conocidos como pares de Cooper.
Esa agrupacin de los electrones es un efecto curioso que permite que la corriente elctrica fluya sin obstculos dndole el carcter especial al material enfriado.
Pues bien, en la junta de materiales superconductores estos pares pueden atravesar al aislante tunelando su estructura para pasar al otro lado generando una corriente elctrica.
Las grandes compaas como Google, Microsoft e IBM impulsan sus diseos instrumentales de lo que es un qubit.
Es un rea donde an falta mucho por decir, pues bien podra ser que los investigadores independientes encuentren mejores maneras de construir sistemas cunticos que definan mejores sistemas computacionales.
Un nuevo qubit puede salir de una plataforma distinta a la que estn usando los grandes consorcios.
El anuncio reciente de la compaa IBM es sin duda una de las grandes notas en el rea de la ciencia y la tecnologa de este ao que est por terminar.
AQ
Milenio
