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Google trabaja para crear la mayor computadora cuántica jamás fabricada, diseñada para demostrar de una vez por todas que las máquinas que explotan la física exótica pueden superar a los mejores superordenadores del mundo.

La computación cuántica data de hace unas décadas. En la década de 1980, los teóricos sostenían que un equipo basado en la mecánica cuántica tenía la posibilidad de superar ampliamente a los ordenadores clásicos, en ciertas tareas. Pero la construcción de estas nuevas computadoras conllevaba grandes desafíos.  Sólo recientemente un ordenador cuántico que pueda vencer a uno clásico ha pasado de ser una curiosidad de laboratorio a algo que realmente puede suceder. Y Google quiere crearlo.

El mes pasado, ingenieros de la empresa publicaron en silencio un documento que detalla sus planes. El objetivo es lograr la supremacía cuántica construyendo la primera computadora cuántica capaz de realizar tareas que no puede hacer un ordenador clásico.

¿De qué se trata la computación cuántica?

Los computadores cuánticos procesan los datos como bits cuánticos (qubits). A diferencia de los tradicionales bits, pueden almacenar una mezcla de 0 y 1 al mismo tiempo, gracias al principio de superposición cuántica. Es este potencial lo que le permite a las computaras cuánticas resolver ciertos problemas, como el factoreo de grande números. Si bien las computadoras tradicionales pueden hacer estas tareas, para que los ordenadores cuánticos sean mejores se requieren de de qubits, una cantidad mucho mayor a la capacidad técnica actual. Google quiere llegar a los 50 qubits, una meta ambiciosa ya que públicamente sólo han anunciado una computadora de 9 qubit.

Para tener éxito en la prueba, Google busca resolver un problema que extremadamente difícil para los ordenadores normales, pero que una computadora cuántica haría de forma natural: la simulación del comportamiento de una disposición aleatoria de los circuitos cuánticos. Cualquier pequeña variación en la entrada (input) en esos circuitos cuánticos puede producir un resultado (output) masivo diferente, por lo que es difícil para el ordenador clásico engañar con aproximaciones para simplificar el problema. Científicos entienden que Google está haciendo una versión cuántica del caos. Los resultados son esencialmente al azar, así que hay que calcular todo.

Para empujar la computación clásica hasta el límite, Google volvió a Edison, uno de las supercomputadoras más avanzadas del mundo, instalada en la sede de US National Energy Research Scientific Computing Center. Google tuvo que simular el comportamiento de los circuitos cuánticos en las redes cada vez mayores de los qubits, hasta una cuadrícula de 6 x 7 de 42 qubits.

Este cálculo es difícil porque a medida que aumenta el tamaño de la red, la cantidad de memoria necesaria para almacenar todo crece rápidamente. Una cuadrícula de 6 x 4 sólo necesitó 268 megabytes. Pero la cuadrícula de 6 x 7 exigió 70 terabytes, aproximadamente 10.000 veces la de un PC de gama alta.

Google llegó hasta ahí  porque ir al paso siguiente es imposible en la actualidad: una cuadrícula de 48 qubits requeriría 2.252 petabytes de memoria, casi el doble que el superordenador más importante del mundo. Si Google puede resolver el problema con un ordenador cuántico de 50 qubits, habrá batido todas las otras computadoras de la historia.

 

El presente artículo es una traducción y adaptación de “Google plans quantum supremacy”, publicado en News Cientist.

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