La carrera por la supremacía en la computación cuántica está en pleno apogeo, y Google acaba de dar un golpe maestro con la presentación de Willow, un chip cuántico que promete transformar radicalmente el panorama tecnológico. Este nuevo procesador, sumado a un innovador sistema de corrección de errores, allana el camino hacia la creación de una computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallos, superando una limitación que históricamente ha obstaculizado su aplicación masiva. ¿Qué significa esto? La posibilidad de revolucionar campos tan diversos como la medicina, la energía y la ciencia de materiales.
Willow: Resolviendo lo Imposible en Minutos
Mientras que gigantes como Microsoft e IBM también están realizando importantes avances en computación cuántica, Google ha elevado la vara con Willow. Publicado en la prestigiosa revista Nature, este chip superconductor es capaz de resolver en tan solo cinco minutos una tarea de referencia (RCS) que a la supercomputadora más potente del mundo le tomaría la asombrosa cantidad de ¡10 septillones de años! (equivalente a 10 seguido de 24 ceros). Esta hazaña, según Hartmut Neven, científico y fundador del Quantum Artificial Intelligence Lab de Google, representa un salto cuántico en el procesamiento de información. Puedes leer más en el blog oficial de Google.
El Secreto Detrás del Éxito: Corrección de Errores
Uno de los mayores desafíos en la computación cuántica ha sido la corrección de errores. Debido a la naturaleza sensible de los qubits (las unidades básicas de información cuántica), las perturbaciones externas pueden generar fallos en los cálculos. Como explica Michael Newman, científico investigador en Google Quantum AI, estos errores pueden ser causados por diversos factores, desde imperfecciones microscópicas en los materiales hasta la radiación cósmica.
La solución de Google radica en un innovador sistema de corrección de errores que agrupa qubits físicos en qubits lógicos entrelazados. Esta técnica permite una mayor precisión y una vida útil más prolongada para los qubits. Anteriormente, el aumento en la cantidad de qubits físicos para generar qubits lógicos resultaba en un incremento de errores. Sin embargo, Willow ha superado esta barrera, alcanzando lo que se conoce como el “umbral de corrección de errores cuánticos“.
“Hemos usado Willow por debajo de este punto de inflexión esencial y, a medida que usa más qubits, observamos una supresión de errores exponencial”, destaca Newman. “Esto resuelve un desafío clave en la corrección de errores cuánticos que se ha perseguido durante casi 30 años. Quiero enfatizar lo que esto significa: por primera vez, un sistema se vuelve más cuántico a medida que se hace más grande, en lugar de más clásico”, enfatiza Neven. En otras palabras, a medida que se agregan más qubits a Willow, los errores se reducen exponencialmente, en un factor de dos (la mitad y la mitad de la mitad sucesivamente).
Validando el Poder de Willow: El Muestreo Aleatorio de Circuitos (RCS)
Para demostrar la eficacia de Willow, que cuenta con 105 qubits, Google utilizó el muestreo aleatorio de circuitos (RCS). Esta prueba, considerada la más compleja para una computadora cuántica, evalúa si su ejecución sería imposible para una computadora clásica. Willow demostró ser aproximadamente el doble de eficiente que Sycamore, la anterior computadora cuántica de Google, en esta misma prueba.
Implicaciones y el Futuro de la Computación Cuántica
Tanto el chip Willow como el sistema de corrección de errores representan avances cruciales para el desarrollo de computadoras cuánticas a gran escala y tolerantes a fallos. Esto abre un abanico de posibilidades en diversas áreas:
- Descubrimiento de medicamentos: Acelerando el desarrollo de nuevos tratamientos y terapias.
- Baterías más eficientes: Creando baterías con mayor autonomía y menor tiempo de carga para vehículos eléctricos y otros dispositivos.
- Energía de fusión nuclear: Investigando nuevas fuentes de energía limpia e ilimitada.
- Ciencia de materiales: Diseñando nuevos materiales con propiedades revolucionarias.
“La misión de nuestro equipo es desarrollar computación cuántica para problemas que, de otro modo, serán irresolubles, problemas para los que las computadoras clásicas son herramientas inadecuadas”, concluye Neven.
La Competencia Continúa: IBM y Microsoft También Avanzan
Si bien Google ha dado un gran paso con Willow, la competencia en el campo de la computación cuántica es feroz. IBM, con su procesador Heron R2 y su sistema de programación Qiskit, también está avanzando hacia la “ventaja cuántica“. Microsoft, por su parte, está desarrollando un sistema cuántico basado en átomos neutros que integra computación de alto rendimiento e inteligencia artificial. Puedes leer un análisis de la BBC sobre el tema aquí.
La carrera por la computación cuántica apenas comienza, y Willow representa un hito importante en este apasionante viaje hacia el futuro de la computación.
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