¿Qué es la supremacía cuántica?

Es oficial: la revista «Nature» acaba de publicar el estudio que demuestra que Google ha alcanzado la supremacía cuántica , lo que en teoría abre la puerta hacia una nueva era de la computación. Pero, ¿ qué significa realmente y qué implicaciones tendrá para la ciencia y la tecnología? ¿Y para nuestro día a día?

La diferencia entre una computadora cuántica y una convencional es su «lenguaje»: mientras que los ordenadores convencionales entienden la información en instrucciones binarias de 1 y 0, las partículas cuánticas pueden tener los dos estados al mismo tiempo -como el famoso gato de Schrodinger , vivo y muerto a la vez dentro de una caja-. Es decir, una sola señal puede ser 1 y 0 al mismo tiempo , lo que supone que el potencial de albergar datos de cada bit cuántico -llamado qúbit- se amplía exponencialmente. Pero estos ordenadores cuánticos han sido más teoría que práctica desde hace décadas, a pesar de los esfuerzos de empresas como el gigante de Mountain View o IBM -quien, de hecho, negó hace unos días que Google hubiera alcanzado tal proeza-, que llevan realizando ingentes esfuerzos por convertirlos en realidad.

En la era del Big Data, los algoritmos y la inteligencia artificial, con millones y millones de datos circulando, esta tecnología cuántica es indispensable y supone un salto cualitativo y cuantitativo para la ciencia , en primer término, y para el ámbito empresarial después. Sin embargo, aún quedaba pendiente dar otros pasos, como generar un gran espacio computacional manteniendo bajas las tasas de error , además de crear una prueba de referencia que debería ser prácticamente imposible para una computadora clásica -incluso para el ordenador más avanzado, Summit, creado por IBM - pero una tarea extremadamente simple de completar para una computadora cuántica. Por otro lado, IBM demostró en octubre de 2017 una simulación con 56 qubits en un superordenador convencional , lo que aumentó en número de qubits necesarios para la supremacía cuántica.

Este estudio revisado coronaría a Google como la primera en conseguir este hito. El artículo señala que el equipo liderado por John Martinis ha fabricado un procesador compuesto por 54 qubits, que aprovechan la superposición cuántica y el entrelazamiento para explorar un espacio computacional exponencialmente mayor que el que es accesible con los bits clásicos . Un qubit no funcionaba correctamente, por lo que el dispositivo funcionaba con 53 qubits. El sistema demostró además altas fidelidades operativas -poca tasa de error- de hasta el 99,99%.

Para demostrarlo, Google consiguió calcular en 3 minutos y 20 segundos una operación que al ordenador convencional más potente construido hasta la fecha le llevaría miles de años. «Por lo que sabemos, este experimento establece la primera computación que puede ejecutarse solo con un procesador cuántico. Los procesadores cuánticos han alcanzado por tanto el régimen de supremacía cuántica», se afirma en el artículo.