:format(jpg)/f.elconfidencial.com%2Foriginal%2F739%2Faf3%2Ff5b%2F739af3f5b661326950202711c9d6a22b.jpg)
Vista de Willow, el procesador cuántico de Google.
Foto: Reuters
La compañía anuncia un avance histórico con Quantum Echoes, el primer algoritmo cuántico que abre la puerta a aplicaciones reales en química, materiales y resolución de problemas complejos
Para cumplir la eterna promesa de la computación cuántica existen dos barreras. La más básica, y la que más debate y atención suele generar, es la de tener un ordenador cuántico a prueba de errores. Los qubits que dan vida a estos prodigiosos equipos son elementos extremadamente sensibles, y cualquier mínima interferencia puede sacarlos de su estado de gracia y hacer que se comporten como bits convencionales. Pero hay otro problema: una vez se consigan estos ordenadores, la duda que hay que resolver es para qué y cómo utilizarlos.
Google asegura que ha dado un paso de gigante en esta dirección con Quantum Echoes, un algoritmo capaz de realizar tareas que los superordenadores más avanzados del mundo no podrían completar en la vida útil del universo. Esto, aseguran en la empresa, abre la puerta a crear, de una vez por todas, la primera aplicación realmente práctica de la computación cuántica y aplicable en el mundo real.
Willow abrió camino
Este algoritmo ha sido diseñado gracias a Willow, un chip presentado en diciembre del año pasado por Google. El gran logro de este componente fue implementar con éxito la teoría de corrección de errores cuánticos formulada en 1995 por Peter Shor. Hasta ahora, nadie había logrado aplicar esta teoría a gran escala en un sistema cuántico real, debido a que añadir qubits normalmente aumentaba los errores de manera exponencial. Willow superó este obstáculo, demostrando que, al incrementar el número de qubits, se puede reducir la tasa de errores de forma consistente, abriendo la puerta a aplicaciones prácticas de la computación cuántica.
El chip cuántico también batió récords de rendimiento. En una demostración, Willow resolvió en cinco minutos un cálculo que al superordenador Frontier le tomaría aproximadamente 10.000 trillones de años, superando ampliamente la edad del universo.
Este rendimiento se evaluó con el test de estrés Random Circuit Sampling (RCS), desarrollado por Google en 2019, que consiste en ejecutar circuitos cuánticos aleatorios imposibles de simular con computadores clásicos. Gracias a Willow, se puede apreciar con claridad la creciente brecha entre la computación clásica y la cuántica, así como el potencial de esta última para transformar la resolución de problemas que hasta ahora eran imposibles.
El susurro cuántico de Google
El algoritmo, bautizado Quantum Echoes (en una traducción al castellano sería algo así como Ecos Cuánticos), representa un hito en la computación cuántica por varias razones. En primer lugar, demuestra una ventaja cuántica sin precedentes: se ejecuta 13.000 veces más rápido que el mejor algoritmo clásico en los superordenadores más avanzados del mundo. Esto significa que tareas que antes requerían escalas de tiempo imposibles para la computación clásica ahora pueden resolverse en minutos, mostrando de manera tangible el enorme potencial de la computación cuántica.
Otro aspecto importante es que es verificable, lo que garantiza que los resultados sean confiables. En otras palabras, cualquier cálculo realizado por el algoritmo puede repetirse en otro ordenador cuántico para confirmar que el resultado es correcto. Esto es crucial, porque los qubits son extremadamente sensibles a pequeñas perturbaciones, y sin esta verificación no se podría asegurar la precisión de los cálculos cuánticos.
Una de las aplicaciones que ha destacado la compañía de Quantum Echoes es su capacidad para estudiar la estructura molecular de moléculas reales utilizando resonancia magnética nuclear (RMN). La RMN es una técnica habitual en química que permite analizar cómo se distribuyen los átomos dentro de una molécula. Muchos Premios Nobel han estado relacionados con avances en esta área. Con Quantum Echoes, los científicos podrán medir interacciones atómicas con una precisión mucho mayor que los métodos tradicionales, lo que puede acelerar el descubrimiento de nuevos medicamentos o materiales.
Para asegurar que el algoritmo funciona correctamente, los investigadores de Google realizaron un proceso llamado red-teaming, que consiste en someter el sistema a pruebas extremas y desafíos constantes para detectar posibles fallos o errores. En este caso, el equipo dedicó un esfuerzo equivalente a 10 años-persona para comparar el rendimiento de Willow con el de los superordenadores clásicos y asegurarse de que los resultados fueran fiables. Este tipo de pruebas rigurosas es fundamental para garantizar que Quantum Echoes pueda aplicarse con seguridad en situaciones del mundo real.
