SANTA BARBARA, California – Google dijo el miércoles que había logrado un avance tan buscado llamado «supremacía cuántica», que podría permitir que nuevos tipos de computadoras hagan cálculos a velocidades que son inconcebibles con la tecnología actual.
El laboratorio de investigación del gigante de Silicon Valley en Santa Bárbara, California, alcanzó un hito en el que los científicos habían estado trabajando desde la década de 1980: su computadora cuántica realizó una tarea que no es posible con las computadoras tradicionales, según un artículo publicado en la revista científica. Naturaleza.
Una máquina cuántica podría algún día impulsar grandes avances en áreas como la inteligencia artificial y hacer que incluso las supercomputadoras más potentes parezcan juguetes. El dispositivo Google realizó en 3 minutos y 20 segundos un cálculo matemático que las supercomputadoras no pudieron completar en menos de 10,000 años, dijo la compañía en su documento.
Los científicos compararon el anuncio de Google con el primer vuelo en avión de los hermanos Wright en 1903, prueba de que algo es realmente posible a pesar de que pueden pasar años antes de que pueda alcanzar su potencial.
«El volante original de Wright no era un avión útil», dijo Scott Aaronson, un científico informático de la Universidad de Texas en Austin que revisó el artículo de Google antes de su publicación. “Pero fue diseñado para probar un punto. Y demostró el punto.
Aún así, algunos investigadores advirtieron que no deberían entusiasmarse demasiado con los logros de Google, ya que se necesita hacer mucho más trabajo antes de que las computadoras cuánticas puedan migrar fuera del laboratorio de investigación. En este momento, construir una sola máquina cuántica cuesta millones de dólares.
Muchos de los nombres más importantes de la industria tecnológica, incluidos Microsoft, Intel e IBM, así como Google, están compitiendo por un puesto en la computación cuántica. Y los capitalistas de riesgo han invertido más de $ 450 millones en nuevas empresas que exploran la tecnología, según un estudio reciente .
China está gastando $ 400 millones en un laboratorio cuántico nacional y ha presentado casi el doble de patentes cuánticas que los Estados Unidos en los últimos años. La administración Trump hizo lo mismo este año con su propia Iniciativa Cuántica Nacional, prometiendo gastar $ 1.2 mil millones en investigación cuántica, incluidas las computadoras.
Una máquina cuántica, el resultado de más de un siglo de investigación en un tipo de física llamada mecánica cuántica, opera de una manera completamente diferente a las computadoras normales. Se basa en las formas alucinantes que algunos objetos actúan a nivel subatómico o cuando se exponen al frío extremo, como el metal enfriado a casi 460 grados bajo cero dentro de la máquina de Google.
Un día, los investigadores creen que estos dispositivos podrían impulsar los avances en inteligencia artificial o superar fácilmente el cifrado que protege las computadoras vitales para la seguridad nacional. Por eso, los gobiernos de los Estados Unidos y China consideran que la computación cuántica es una prioridad de seguridad nacional.
Pero primero, los científicos deben demostrar que tal máquina puede convertirse en algo más que un proyecto que sugiere lo que eventualmente podría ser posible.
Las computadoras tradicionales realizan cálculos procesando «bits» de información, y cada bit tiene un 1 o un 0. Ese ha sido el caso durante décadas.
Comprender cómo una computadora cuántica es diferente requiere un salto filosófico: aceptar la noción de que un solo objeto puede comportarse como dos objetos separados al mismo tiempo cuando es extremadamente pequeño o extremadamente frío.
Al aprovechar ese comportamiento extraño, los científicos pueden construir un bit cuántico, o qubit, que almacena una combinación de 1 y 0. Dos qubits pueden contener cuatro valores a la vez. Y a medida que crece el número de qubits, una computadora cuántica se vuelve exponencialmente más poderosa.
Los científicos describieron por primera vez la idea en la década de 1980, pero los qubits son frágiles. Encadenar incluso unos pocos juntos puede implicar años de trabajo. Durante las últimas décadas, los laboratorios de la academia, la industria y el gobierno han trabajado en la computación cuántica a través de una amplia variedad de técnicas, incluidos sistemas construidos alrededor de partículas de luz o campos electromagnéticos que atrapan pequeñas partículas cargadas.
Hace unos 20 años, los investigadores en Japón fueron pioneros en «qubits superconductores», para los cuales ciertos metales se enfrían a temperaturas extremadamente bajas.
Este método ha demostrado ser particularmente prometedor, provocando proyectos en IBM, Google e Intel. Sus máquinas no se parecen en nada a una computadora normal. Son grandes cilindros de metal y alambres retorcidos que se dejan caer en refrigeradores de acero inoxidable. Envía información a la máquina, como lo haría con un chip de computadora tradicional, y recibe los cálculos a cambio.
«Hemos construido un nuevo tipo de computadora basada en algunas de las capacidades inusuales de la mecánica cuántica», dijo John Martinis, quien supervisó el equipo que administró el hardware para el experimento de supremacía cuántica de Google. Al señalar el poder computacional, agregó: «Ahora estamos en la etapa de tratar de hacer uso de ese poder».
El artículo de Google se convirtió en un misterio en Internetdespués de su publicación y luego no se publicó rápidamente en línea a fines de septiembre. Esa breve aparición fue suficiente para molestar a los investigadores de compañías competidoras que creen que el gigante de Silicon Valley está inflando su logro.
El lunes, IBM disparó una toma preventiva con una publicación de blog que disputaba la afirmación de Google de que su cálculo cuántico no podía ser realizado por una computadora tradicional. El cálculo, argumentó IBM, teóricamente podría ejecutarse en una computadora actual en menos de dos días y medio, no 10,000 años.
«No se trata del dominio final y absoluto sobre las computadoras clásicas», dijo Dario Gil, quien dirige el laboratorio de investigación de IBM en Yorktown Heights, Nueva York, donde la compañía está construyendo sus propias computadoras cuánticas.
Otros investigadores descartaron el hito porque el cálculo fue notablemente esotérico. Generó números aleatorios usando un experimento cuántico que no necesariamente se puede aplicar a otras cosas.
Aunque IBM disputó que Google realmente había logrado tanto, el Dr. Gil argumentó que las computadoras cuánticas se estaban acercando a la realidad. «Para 2020, podremos usarlos con fines comerciales y científicos», dijo.
Como gran parte del trabajo de vanguardia que se realiza en los laboratorios de investigación corporativos, el esfuerzo cuántico de Google tiene sus raíces en la academia. En 2014, Google contrató a un equipo de físicos que habían pasado los últimos años trabajando en computación cuántica en la Universidad de California, Santa Bárbara.
A medida que se publicó su documento, Google respondió a las afirmaciones de IBM de que su cálculo cuántico podría realizarse en una computadora clásica. «Ya nos hemos alejado de las computadoras clásicas, en una trayectoria totalmente diferente», dijo un portavoz de Google en un comunicado. «Agradecemos las propuestas para avanzar en las técnicas de simulación, aunque es crucial probarlas en una supercomputadora real, como lo hemos hecho nosotros».
El cálculo realizado por la máquina de Google es una forma de mostrar que un sistema cuántico complejo puede ser confiable. La compañía también cree que los números aleatorios que genera podrían tener usos prácticos.
A medida que las máquinas mejoran con el tiempo, podrían ayudar a mejorar la criptografía, o incluso ayudar en la creación de nuevos medicamentos o materiales, dijo Daniel Lidar, profesor de la Universidad del Sur de California que se especializa en computación cuántica.
«Esto sería un gran problema», dijo. «Tiene aplicaciones en muchos lugares diferentes».
El Dr. Lidar dijo que esperaba que otros científicos intentaran refutar las afirmaciones de Google. Pero algunos ven un beneficio más amplio para todos los investigadores que trabajan en este dispositivo casi mítico.
«El resultado de Google es un logro importante no solo para Google sino también para la comunidad científica en general», dijo Chad Rigetti, quien trabajó en el proyecto de computación cuántica de IBM y ahora dirige su propia empresa. (La esposa del Sr. Rigetti es editora de la sección de Opinión de The New York Times).
«Es solo un corto período de tiempo ahora antes de que tengamos problemas comercialmente relevantes que las máquinas cuánticas pueden resolver», dijo.
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