Un ordenador cuántico Chino acaba de empatar con Google

El ordenador cuántico Chino ha alcanzado la supremacía cuántica: completar una operación que ningún ordenador convencional puede conseguir, algo que solo Google había podido hacer antes.

Una computadora cuántica fotónica usa partículas de luz, o fotones, a diferencia de los ordenadores convencionales, que utilizan electrones. Los investigadores Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei han creado una máquina que han bautizado con el nombre de Jiuzhang, un texto antiguo chino de matemáticas.

Este ordenador cuántico puede calcular en 200 segundos una operación para la que el más potente ordenador convencional necesitaría 500.000 años.

Los ordenadores convencionales están limitados, precisamente, por los efectos cuánticos. A medida que los transistores se hacen más pequeños, y se acercan al tamaño de un átomo, los electrones dejan de comportarse de forma predecible y los ceros y unos, los bits en los que se basa toda la computación, pueden sufrir errores.

Sin embargo un ordenador cuántico no usa bits, sino qbits, unidades de información que pueden ser uno, cero, o una superposición cualquiera de los dos estados. Esto permite realizar operaciones en mucho, mucho menos tiempo.

El ordenador cuántico de de Google, llamado Sycamore, se basa en diminutos bits cuánticos hechos de materiales superconductores, que conducen la energía sin resistencia, lo que hace que sea mucho más rápido que los chips de silicio.

Por el contrario, Jiuzhang consiste en un complejo conjunto de dispositivos ópticos que transportan fotones, ya que la luz no encuentra resistencia igual que la electricidad. Esos dispositivos incluyen fuentes de luz, cientos de divisores de rayos, docenas de espejos y 100 detectores de fotones.

El ordenador Jiuzhang utiliza un proceso llamado muestreo de bosones. Así es como funciona: los fotones se envían primero a una red de canales. Allí, cada fotón se encuentra con una serie de divisores de rayos. Al pasar por el divisor, el fotón toma dos caminos simultáneamente.

Sí, has entendido bien, el que un solo fotón esté en dos sitios a la vez es normal en el mundo cuántico y se llama superposición cuántica. Los caminos separados terminan fusionándose entre sí, y los fotones intefieren consigo mismos de acuerdo con las reglas de la física cuántica.

El que un solo fotón esté en dos sitios a la vez es normal en el mundo cuántico

Finalmente, se mide el número de fotones en cada uno de los canales de salida de la red. Si se repite este proceso repetidamente se produce una distribución de números basada en cuántos fotones se encontraron en cada salida que resulta extremadamente compleja para una computadora clásica. En el nuevo experimento 76 fotones atravesaron una red de 100 canales.

El problema es que todo esto todavía no es útil. Los cálculos del experimento se basan en fenómenos cuánticos, que son especialmente difíciles para los ordenadores clásicos. En el caso de Jiuzhang, el muestreo de bosones es lo único que sabe hacer, mientras que la computadora cuántica de Google puede ser programada para ejecutar una variedad de algoritmos.

Aun así alcanzar la supremacía cuántica dos veces, con dos métodos diferentes, en menos de dos años, es una medida de lo que veremos en el futuro, porque en teoría, los ordenadores cuánticos podrán solucionar cualquier problema de los que calculan los ordenadores actuales, pero muchísimo más rápido.

REFERENCIA

Quantum computational advantage using photons