Científicos chinos crean un procesador cuántico 60.000 veces más rápido que las supercomputadoras actuales

Ha comenzado la carrera para desarrollar una computadora cuántica que pueda superar a una supercomputadora convencional, y los investigadores de todo el mundo están a toda máquina. Si se escalan a los tamaños adecuados, las computadoras cuánticas representan el mayor avance en la informática en décadas, y tienen el potencial de dejar atrás a nuestras máquinas actuales, pero aún quedan obstáculos importantes.

Ahora, un equipo de investigadores de China ha creado un procesador cuántico superconductor con 66 qubits funcionales que, cuando se enfrentó a una tarea de muestreo compleja, pudo superar incluso a las supercomputadoras más poderosas y completarla en solo una fracción del tiempo. Lo que hace que la investigación sea tan impresionante es cómo demuestra un gran salto hacia la primacía cuántica, un hito en el que las computadoras cuánticas completan una tarea que es inviable para una computadora convencional.

La investigación se publica en Physical Review Letters.

El equipo está dirigido por Jian-Wei Pan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, que ha producido este procesador superconductor y un sistema alternativo que utiliza fotónica o luz. Para lograr la primacía cuántica, el equipo apuntó a utilizar "problemas de muestreo" como su tarea computacional, que involucran problemas cuyas soluciones no son solo singulares, sino múltiples "muestras" aleatorias a lo largo de una distribución de probabilidad. Con resultados potenciales tan vastos, es posible crear un problema de muestreo que una computadora convencional no puede abordar de manera factible, pero las computadoras cuánticas sí pueden, y así demostrar la primacía cuántica.

Con ese fin, Pan y sus colegas deben mejorar los procesadores cuánticos. Las computadoras cuánticas usan qubits para procesar datos, y la creación de un sistema cuántico viable requiere procesadores cuánticos que involucren más qubits de los que son posibles actualmente. Los procesadores cuánticos más grandes actualmente pueden procesar alrededor de 50 qubits, en gran parte debido a las limitaciones físicas del chip. El nuevo procesador superconductor sintonizable de Pan, llamado Zuchongzhi, cuenta con 66 qubits funcionales.

Cuando se le presentó un problema de muestreo extremadamente complejo, estimado por los investigadores como 2 o 3 veces más exigente que los problemas anteriores asignados a los procesadores cuánticos, Zuchongzhi lo terminó en 1,2 horas. Pan y sus colegas esperan que el mismo problema requiera 8 años para ser completado por las supercomputadoras más poderosas.

En este caso, los investigadores solo utilizaron 56 qubits para el problema de muestreo, que son 3 qubits más que la afirmación anterior de primacía de Google. Sin embargo, incluso un salto tan pequeño requiere mucho más poder de cómputo para completar una computadora convencional, con suerte cimentando su reclamo de primacía.

Cada vez que los investigadores reclaman la primacía, se encuentran con un intenso escepticismo. Tal escepticismo implica la idea de que los algoritmos más ideales para el trabajo no se usan cuando las computadoras convencionales se enfrentan a las opciones cuánticas, pero con tal aumento con respecto a las afirmaciones anteriores, Pan y sus colegas esperan resolver por completo el debate de que se ha logrado la primacía.

¿Entonces, qué significa todo esto? En primer lugar, con respecto a los problemas de muestreo, parece que las computadoras cuánticas finalmente son significativamente mejores que las opciones convencionales. Eso no quiere decir que sean prácticos todavía: se requiere mucha más innovación antes de que las computadoras cuánticas se utilicen para tareas reales, y es probable que esto no ocurra demasiado pronto. Sin embargo, existe una gran posibilidad de que, para algunas tareas computacionales, los procesadores cuánticos puedan ser la solución perfecta y puedan verse utilizados en escenarios de nicho en el futuro.