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La computadora cuántica de Google

¿Alguna vez has escuchado el término ‘computación cuántica’? No, no se trata de algún invento de película de ciencia ficción. Por el contrario, consiste en una realidad tecnológica de nuestros días y en este blog conocerás todo lo que necesitas saber al respecto.

Recientemente Google, la compañía reconocida globalmente por contar con el buscador en Internet más usado del mundo, a través de su blog hizo una anuncio que causó revuelo en el área de las matemáticas, la física y la tecnología: el diseño de una computadora que logró la supremacía cuántica.

Pero empecemos por el principio: ¿qué es la computación cuántica?, ¿qué diferencia a una computadora cuántica de una clásica?

Computadoras cuánticas Vs. Computadoras clásicas

La informática clásica, aquella que rige las computadoras que tenemos en casa o los teléfonos móviles que usamos a diario, se basan en un sistema binario de ceros y unos. Estas máquinas realizan cálculos procesando bits -cada uno de valores 0 o 1-. Y, por ejemplo, una colección de ocho bits -conocida como byte- puede almacenar un solo carácter, como la letra A.

La computación cuántica, por su parte, realiza cálculos procesando cúbits, los cuales pueden tener los valores 0 y 1 simultáneamente.

Para que comprendas mejor la diferencia, te lo explicamos de otra manera: mientras que en dos bits tradicionales puede haber solo dos valores, en dos cúbits puede haber cuatro valores a la vez.

Conforme crece el número de cúbits, una computadora cuántica se vuelve exponencialmente más poderosa: tres cúbits tienen ocho valores, cuatro cúbits tienen dieciséis, y así sucesivamente. Esto lo que hace es ampliar la capacidad de albergar datos en forma cúbits.

Ahora que ya conoces la diferencia entre la computación cuántica y computación clásica, sigue leyendo para que te enteres en qué consiste el hito de Google en esta materia.

La computadora cuántica de Google

Google anunció recientemente que logró diseñar, probar y poner en funcionamiento Sycamore, una máquina cuántica que en solo 200 segundos pudo ejecutar una tarea que a la supercomputadora más rápida del mundo le tomaría 10.000 años. Increíble, ¿cierto?

Sycamore

Sycamore, la computadora cuántica de Google. Foto: Google

La velocidad lograda por esta computadora fue denominada por la compañía y por la revista científica Nature como “supremacía cuántica”.

De acuerdo con Google, Sycamore “podría resolver problemas y cálculos que serían demasiado difíciles o incluso imposibles para las computadoras clásicas, como diseñar mejores baterías, descubrir qué moléculas podrían producir medicamentos efectivos o minimizar las emisiones de la creación de fertilizantes”.

La firma agregó que esta computadora también podría ayudar a mejorar las tecnologías avanzadas existentes, como el aprendizaje automático.

Chip de Sycamore,

Fotografía del chip de Sycamore, la computadora cuántica de Google. Foto: Revista Nature

De acuerdo con el físico Javier Santaolalla, reconocido por su canal en Youtube ‘Date un voltio’, las computadoras cuánticas prometen realizar cálculos imposibles para cualquier computadora convencional y mejorar la Inteligencia Artificial.

De hecho, Google aseguró que ve a su procesador Sycamore -que trabaja con 54 cúbits- como el primero de una serie de computadoras cuánticas cada vez más potentes.

Aquí surge otra pregunta:

¿Qué dicen las compañías que desarrollan las computadoras clásicas? 

IBM, por ejemplo, no tardó en desmentir los resultados logrados por Google. La empresa también utilizó su blog para rebatir lo expresado por la compañía del buscador y afirmó que en realidad un sistema clásico podría realizar la tarea ejecutada por Sycamore en 2.5 días, y no en 10.000 años.

“El experimento de Google es una excelente demostración del progreso en la computación cuántica, pero no debería ser visto como la prueba de que las computadoras cuánticas son superiores a las clásicas”, dijeron los investigadores de IBM.

A estas alturas es preciso aclarar otro punto: Google no ha sido la única empresa en desarrollar una computadora con esta tecnología, pero sí afirma haber alcanzado la supremacía cuántica al haber hecho la más rápida.

Entre las firmas que han desarrollado tecnología cuántica están:

  • IBM
  • Microsoft
  • Intel
  • Honeywell
  • Rigetti Computing
  • IonQ
  • NTT

¿Qué espera lograr Google con su computadora cuántica? 

El CEO de Google, Sunar Pichai

El CEO de Google, Sunar Pichai, con la computadora cuántica de la compañía. Foto: Google

En la investigación sobre la velocidad de Sycamore la compañía realizó un cálculo relativamente simple con datos aleatorios que hacían necesario manejar grandes volúmenes de información. Los propios ingenieros de Google admiten que esta tarea no tiene muchos usos prácticos, algo que no les preocupa porque esta tecnología tiene un objetivo diferente.

De acuerdo con la empresa, su misión principal es demostrar que es posible emplear una computadora con procesador cuántico y que esta tiene una potencia superior a la de cualquier ordenador actual. A medida que se desarrolle esta tecnología se determinará para qué es útil esta velocidad.

El gigante tecnológico con base en Silicon Valley aseguró que, desde que obtuvo resultados de “supremacía cuántica”, ha estado trabajando en aplicaciones a corto plazo, incluyendo la simulación de física y química cuántica, así como en la implementación del aprendizaje automático generativo, entre otras áreas.

“Nuestro equipo tiene dos objetivos principales en el futuro, ambos para encontrar aplicaciones valiosas en la computación cuántica. Primero haremos que nuestros procesadores de clase suprema estén disponibles para colaboradores e investigadores académicos, así como para compañías que estén interesadas en desarrollar algoritmos (…) En segundo lugar, estamos invirtiendo en nuestro equipo y tecnología para construir una computadora cuántica tolerante a fallas lo más rápido posible”, precisó la compañía.

Así que, si ya te estabas imaginando una computadora cuántica en casa y estabas pensando en deshacerte de tu ordenador actual, ¡detente! Aún hay mucho camino por recorrer en esta materia.

El matemático Eduardo Sáenz de Cabezón, en su canal de ‘Derivando’ en Youtube, nos advierte que, por ahora, nadie debe imaginarse que las computadoras cuánticas sustituyan a las tradicionales en el futuro cercano. Lo que sí podría pasar pronto es que los más recientes ayuden a los tradicionales en alguna tarea especializada.

De hecho, la misma Google aclaró que lograr las capacidades computacionales necesarias requerirá de un arduo trabajo científico y de ingeniería, sin embargo, también mencionó que ahora “el camino es más claro”.

El debate en cuestión

En este punto te estarás preguntando: ¿Si con las computadoras convencionales se ha logrado tanto, qué se podría alcanzar con una mucho más rápida y de mayor capacidad?

El matemático Eduardo Sáenz de Cabezón considera que uno de los puntos que se debe estudiar a profundidad es el tema de la seguridad en Internet, debido a que las computadoras cuánticas tienen mayor potencial para descifrar contraseñas.

Bien lo describe The New York Times en una publicación: “como todos los adelantos tecnológicos, las máquinas cuánticas son un arma de doble filo”. Y es que, así como podrían impulsar grandes avances en el campo de la inteligencia artificial, también podrían superar el cifrado que protege a las computadoras y es crucial para la seguridad de un país o incluso de los sitios de comercio electrónico que usamos todos los días.

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