En 2019, Google
planea organizar una competencia de computadoras y comparar el rendimiento de su chip Bristlecone de 72 qubits con las capacidades de la supercomputadora Pleiades de la NASA. El gigante de TI planea mostrar que la excelencia cuántica es alcanzable. Bajo el corte: más información sobre las pruebas y las posibles dificultades que se encontrarán en la empresa.
/ foto por JD Hancock CC BYAlgunas palabras sobre la superioridad cuántica
La superioridad cuántica es un momento condicional en el tiempo en que las computadoras cuánticas
aprenderán a resolver algunos problemas computacionales mucho más rápido que los sistemas clásicos. Tales tareas, por ejemplo, incluyen la enumeración de claves SHA-256.
Sergey Bravy, de IBM Research, David Gosset, de la Universidad de Waterloo, y Robert König, del Instituto de Munich, demostraron la posibilidad teórica de la superioridad cuántica en octubre de este año.
Publicaron su investigación
en la revista Science , en la que mostraron que, bajo ciertas condiciones, una máquina cuántica puede superar a un sistema informático clásico.
Aunque se ha demostrado la posibilidad teórica de la superioridad cuántica, en la práctica esto aún no se ha hecho. Google planea corregir este "malentendido" el próximo año.
La esencia del experimento de Google.
Para probar la hipótesis de la superioridad cuántica, Google y la NASA
compararán las capacidades del nuevo chip de 72 qubits de Google, llamado Bristlecone, y la supercomputadora Pleiades, que
ocupa el
puesto 24 entre los
500 sistemas informáticos más potentes del mundo (5,95 petaflops).
Los sistemas clásicos siguen siendo
superiores en rendimiento a los prototipos de máquinas cuánticas, simulando efectivamente el funcionamiento de los circuitos cuánticos. El chip cuántico de Google y la supercomputadora de la NASA realizarán una serie de cálculos de prueba. Si el chip Bristlecone logra superar a las Pléyades, las organizaciones podrán reclamar la superioridad cuántica.
/ foto NASA PDEl experimento se llevará a cabo en la plataforma API de Google Cloud, ya que no funcionará colocar estas dos máquinas en la misma habitación. Sin embargo, para que Bristlecone funcione, se deben observar una serie de condiciones: por ejemplo, la temperatura ambiente debe estar cerca del cero absoluto.
Los primeros resultados de la prueba se
presentarán en julio de 2019. Los representantes de Google confían en que Bristlecone podrá lograr la superioridad cuántica. El gigante de TI
confía sus
esperanzas en sus algoritmos informáticos eficientes y mecanismos de corrección de errores, que tienen en cuenta la "fragilidad" de los qubits que
son destruidos por el entorno externo .
¿Por qué puede fallar un experimento de Google?
En mayo, los científicos de Alibaba publicaron un estudio (
PDF ) en el que dicen que solo se puede hablar de la superioridad cuántica cuando el número de errores en las computadoras cuánticas es cero. Incluso si la máquina cuenta más rápido, esto no tiene sentido sin el resultado correcto. Y estos errores ciertamente surgen al escribir (y leer) datos en qubits debido a la destrucción de su estado cuántico. Cuantos más qubits, mayores serán las posibilidades de que comiencen a interferir en el trabajo del otro.
Hasta ahora nadie ha logrado llegar a cero. La misma tasa de error de Bristlecone es 0.6%. Y aunque Google confía en que esto es suficiente, en la práctica, todo puede ser diferente.
Tenga en cuenta que se están desarrollando varios proyectos en el mundo que deberían ayudar a crear mecanismos efectivos de corrección de errores en las computadoras cuánticas. Por ejemplo, Sebastian Krinner de la Escuela Técnica Superior Suiza de Zúrich
propuso combinar varios qubits "simples" en un qubit lógico, reduciendo su número. Pero para la implementación práctica de esta tecnología, se requerirán años de desarrollo.
Otros están tratando de resolver el problema reduciendo la entropía y combinando varios sistemas cuánticos en uno solo. Por ejemplo, en un blog hablamos sobre investigadores de la Universidad de Pensilvania y su concepto del demonio Maxwell, así como sobre la teletransportación de puertas cuánticas, lo cual fue demostrado por científicos de Yale.
Pero incluso si es posible implementar mecanismos de corrección de errores suficientemente efectivos para computadoras cuánticas, surge otra complicación. El poder informático de las supercomputadoras clásicas
no se detiene . Se están
desarrollando sistemas cada vez más potentes, por lo que incluso si Google logra superar a las Pléyades, en el futuro las máquinas clásicas pueden volver a superar a las cuánticas.
/ foto IBM Research CC BY-NDContribución de otras empresas.
Una de las compañías involucradas en la carrera cuántica es Intel. De los últimos
logros de la compañía: una computadora con 49 qubits. Según la hoja de ruta, en los próximos 5 a 7 años, el gigante de TI planea construir un sistema de 1000 qubits.
La compañía sugiere que con tantos qubits, las computadoras cuánticas son superiores a las computadoras tradicionales. Sin embargo, hay quienes
creen que esto requerirá una máquina con al menos un millón de qubits.
Otra empresa que trabaja en esta área es la startup Rigetti. En octubre, sus representantes
anunciaron una recompensa de un millón de dólares a alguien que demostraría la superioridad de un sistema qubit sobre una computadora clásica.
Para estimular la investigación, la compañía
desarrolló un servicio en la nube para crear y ejecutar algoritmos cuánticos, accesibles para todos. Los expertos de Rigetti esperan que los experimentos con la nube y los cuantos afecten positivamente el desarrollo de ambas tecnologías.
PD: un par de artículos de nuestro blog corporativo:
Materiales de PPS de nuestro canal de Telegram sobre IaaS y no solo: