China alcanza la corona de la supremacía cuántica

China alcanza la corona de la supremacía cuántica
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China ha desarrollado dos ordenadores cuánticos diferentes, uno que usa la luz y otro circuitos superconductores, y obtenido una potencia de cálculo inalcanzable para la computación tradicional, según se explica en dos artículos publicados en Physical Review Letters.

Eso significa que este doble sistema de computación cuántica otorga a China la capacidad de resolver problemas prácticos que no se pueden implementar en ordenadores convencionales, destaca al respecto PhysicsWorld.

Con este resultado, China ya es mucho más que una potencia económica: junto a sus desarrollos energéticos con el sol artificial, también ha entrado con fuerza en la «carrera espacial» del siglo XXI, con diferentes proyectos orientados a Marte y la Luna.

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Pioneros en información cuántica

Pioneros en información cuánticaLos nuevos ordenadores cuánticos han sido desarrollados por dos grupos del Laboratorio Nacional de Ciencias Físicas de Hefei, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, dirigidos por el profesor Jian-Wei Pan, cuya labor ha sido destacada en el pasado, tanto por la revista Nature como por Science, como pionero en la ciencia de la información cuántica experimental.

El pasado julio, China anunció que había alcanzado la supremacía cuántica con un superordenador llamado Zuchongzhi, capaz de realizar operaciones mucho más rápido que la computadora cuántica de Google.

Zuchongzhi completó un cálculo complejo en algo más de una hora, haciéndolo unas 60.000 veces más deprisa que un ordenador clásico: utilizando 56 cúbits, resolvió en solo 1,2 horas una tarea que a un superordenador clásico le llevaría ocho años.

Dos nuevos ordenadores cuánticos

Dos nuevos ordenadores cuánticosChina emerge ahora con un nuevo ordenador cuántico, al que denomina Zuchongzhi 2.1, que usa 66 cúbits y es 10 millones de veces más rápido que el superordenador más rápido actual: su complejidad de cálculo es más de 1 millón de veces mayor que el procesador Sycamore de Google.

También emerge con otro superordenador cuántico, al que denomina Jiuzhang 2.0, que usa la luz para procesar información, en vez de los circuitos superconductores que sustentan a Zuchongzhi 2.1.

«Jiuzhang 2.0», con 113 fotones que transmiten cúbits, es un septillón de veces más potente: puede resolver en un milisegundo una operación que el ordenador más rápido del mundo tardaría 30 billones de años.

Este segundo desarrollo representa también toda una proeza ante la versión anterior de este mismo sistema de computación cuántica basada en la luz, el «Jiuzhang», presentado a finales de 2020 y con el cual se utilizaron 76 fotones transmisores de cúbits.

Supremacía cuántica

Supremacía cuánticaCon estos desarrollos, China consolida su ventaja cuántica global y confirma que los ordenadores cuánticos son mucho más potentes y eficaces que los ordenadores clásicos para resolver problemas críticos.

Los ordenadores clásicos se basan en el sistema binario, en el que cada símbolo constituye un bit, la unidad mínima de información de este sistema, que solo puede tener dos valores (cero o uno).

Estos ordenadores clásicos han conseguido aumentar su potencia a través de los superordenadores, que aparecieron en los años 70 del siglo pasado.

Estos superordenadores, más conocidos como ordenadores de alto rendimiento, basan sus extraordinarias capacidades (medidas en petaflops) en la suma de poderosos ordenadores binarios unidos entre sí para aumentar su potencia de trabajo y rendimiento.

Otro universo

Otro universoLa informática cuántica pertenece a otro universo: usa una unidad básica de información completamente diferente y superior llamaba cúbit.

El cúbit, a diferencia del bit, puede tomar varios valores a la vez, es decir, manifiesta un sistema cuántico con dos estados propios simultáneos.

Mientras que el bit adopta valores de 0 o 1 en grupos de 8,16,32 o 64 bits, la medida en cúbits puede estar en ambos estados de 0 y 1 de forma simultánea, lo que le otorga la capacidad de realizar operaciones inalcanzables para la computación binaria.

La supremacía cuántica se alcanza cuando se demuestra que un ordenador basado en cúbits puede resolver algo que no está al alcance de ordenadores binarios, aunque sean muy sofisticados.

Supremacía doble

Supremacía dobleAunque se ha afirmado en el pasado que la supremacía cuántica ya se ha alcanzado, y se convirtió en un campo de batalla entre IBM y Google, China ha adelantado a ambos con desarrollos mucho más potentes que, según la revista Physics, le otorgan sin lugar a duda la supremacía cuántica real y verificada.

Y no solo eso, sino que lo ha conseguido siguiendo dos caminos diferentes y paralelos que fortifican su supremacía: el de la luz y el de los circuitos superconductores.

Physics destaca que es muy difícil que algoritmos y ordenadores clásicos puedan mejorar las ventajas cuánticas de China, por lo que podemos decir que el debate sobre si realmente existe la supremacía cuántica ha concluido.

¿Supremacía útil?

¿Supremacía útil?Y concluye la revista: dado que las máquinas cuánticas resuelven problemas tan grandes e impresionantes de una manera que supera con creces a los simuladores clásicos, ¿podríamos usar estos ordenadores cuánticos para resolver problemas computacionales útiles?

Los investigadores han afirmado que estos ordenadores cuánticos pueden abordar problemas importantes, en particular en el campo de la química cuántica, pero aún no se ha informado de ninguna demostración experimental convincente, finaliza Physics.

Referencias

ReferenciasStrong Quantum Computational Advantage Using a Superconducting Quantum Processor. Yulin Wu et al.Phys. Rev. Lett. 127, 180501. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.180501

Phase-Programmable Gaussian Boson Sampling Using Stimulated Squeezed Light. Han-Sen Zhong et al. Phys. Rev. Lett. 127, 180502. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.180502

Foto superior: Michael Dziedzic, Unplash.
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