Supremacía cuántica y número de qubits. 1

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Desde que IBM mostrara al mundo su nuevo súper juguete, el IBM Q, muchas compañías se han metido de lleno en la guerra tecnológica del momento. Como sucede con cada nuevo aparato que se descubre, se produce una guerra entre varias compañías hasta que los usuarios hacen de oro a unos y mandan a la quiebra a otros. Como pasó por ejemplo con los vídeos Betamax y VHS.

Por eso, compañías como Google o Microsoft no quieren perder la estela de IBM y se han embarcado en una carrera cuántica. Y parece que la primera meta bonificada es para el que obtenga la supremacía cuántica.

Esta supremacía no consiste en obtener el ordenador más grande o con más número de qubits como el que ha presentado este mes, otra vez IBM. Una bestia de 53 qubits. Sino en ser capaces de implementar un algoritmo en una computadora cuántica que resuelva un problema que por tiempo de cómputo se considere irrealizable para un superordenador clásico.

Las computadoras trabajan con procesadores que son capaces de realizar XXX operaciones por segundo. Todas las instrucciones que procesan, desde escuchar una entrada por teclado, hasta renderizar la nueva imagen con una letra más en el texto, la computadora las divide en instrucciones simples. Los primeros procesadores solo fueron capaces de manejar instrucciones enteras de sumas, restas y lectura y escritura. Los modernos trabajan en punto flotante y con algoritmos que optimizan la cola de entrada.

Pero por mucho que se optimice esta cola y su tratamiento, sigue siendo el tope de velocidad de una computadora. Pues solo se puede realizar una operación cada ciclo. Por el contrario, un procesador cuántico, gracias a la superposición de estados, es capaz de procesar varias instrucciones a la vez. Y por lo tanto reducir considerablemente el tiempo de procesamiento.

Un algoritmo se considera que es irrealizable cuando el tiempo de procesamiento es absurdamente grande. Un ejemplo de esto es la codificación por números primos. En la actualidad se considera irresoluble debido al tiempo que se tardaría en ir probando parejas de números primos hasta dar con la solución. Pero se piensa que con la computación cuántica se podrá obtener las claves en pocas horas. Y una vez reducido el tiempo de procesamiento, la tecnología cuántica habrá superado a la clásica y conseguido la supremacía computacional.

Muchos expertos consideran que esta supremacía es inalcanzable por la propia configuración del reto. Un algoritmo cuántico es capaz de obtener resultados pero solo pueden ser chequeados por sí mismos. Dado que la computación clásica quedaría completamente fuera de juego, nunca seríamos capaces de saber si el resultado es correcto. No tenemos forma de realizar una comprobación de errores. Y dada la alta inestabilidad que presentan los procesadores cuánticos debido a la baja latencia de los qubits, la fe ciega no es una buena opción.

Quizás por eso el anuncio de Google en la plataforma de la NASA en la que afirmaban haber obtenido la supremacía duró tan poco en la red. Puede ser por eso, porque un chequeo posterior diera negativo, o porque los expertos empezaron a cuestionar la veracidad. Las dudas eran muchas dado que el problema a resolver planteaba serias lagunas. Lo cierto es que el tan ansiado premio sigue sin ser recogido y la supremacía sigue siendo clásica.

Y por eso debemos seguir probando la computación cuántica y creando algoritmos. Y el ordenador cuántico comercial de IBM de la serie Q, de 53 qubits, que acaba de ponerse a disposición de los usuarios parece un buen sitio para probar. Muchas empresas y particulares están empezando utilizar esta nueva programación en entornos reales. O incoporándolo a sus proyectos I+D. Como CaixaBank, que está estudiando incorporarlo a la actividad financiera para evaluación de riesgos de activos.


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