Willow, la computación cuántica está más cerca tras otro avance de Google

NUEVA YORK- En 2019, un equipo de investigadores de Google dijo que había construido una máquina capaz de realizar tareas que no eran posibles con las supercomputadoras tradicionales. Describieron esta máquina, llamada computadora cuántica, como un punto de inflexión en la evolución de la tecnología de la información.

Algunos científicos rebatieron esta afirmación. En los años siguientes, a medida que las supercomputadoras tradicionales se hacían más potentes, igualaban las hazañas de la computadora cuántica de Google.

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El lunes, Google presentó una nueva computadora cuántica que puede poner fin a esta carrera de idas y venidas con las máquinas tradicionales y que apunta a un futuro en el que las computadoras cuánticas podrían impulsar avances en áreas como el descubrimiento de fármacos y la inteligencia artificial.

Google dijo que su computadora cuántica, basada en un chip informático llamado Willow, necesitó menos de cinco minutos para realizar un cálculo matemático que una de las supercomputadoras más potentes del mundo no podría completar en 10 cuatrillones de años, un periodo de tiempo que supera la edad del universo conocido.

La computación cuántica, resultado de décadas de investigación sobre un tipo de física llamada mecánica cuántica, sigue siendo una tecnología experimental. Pero el logro de Google demuestra que los científicos están mejorando constantemente las técnicas que podrían permitir que la computación cuántica esté a la altura de las enormes expectativas que han rodeado a esta gran idea durante décadas.

“Cuando se concibió la computación cuántica, mucha gente, incluidos muchos líderes en este campo,pensó que nunca sería algo práctico”, dijo Mikhail Lukin, profesor de física en Harvard y cofundador de la empresa emergente de computación cuántica QuEra. “Lo que ha ocurrido en el último año demuestra que ya no es ciencia ficción”.

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Muchos otros gigantes tecnológicos, como Microsoft, Intel e IBM, están desarrollando tecnologías similares mientras Estados Unidos pugna con China por la supremacía en este campo cada vez más importante. Mientras Estados Unidos avanza, principalmente a través de gigantes empresariales y empresas de nueva creación, el gobierno chino ha dicho que está invirtiendo más de 15.200 millones de dólares en investigación cuántica.

El cálculo matemático realizado por la máquina de Google era una prueba diseñada únicamente para calibrar el progreso de la informática cuántica, no una tarea que pudiera ser útil en otros campos, como la medicina. Aunque los investigadores creen que las computadoras cuánticas harán que algún día las máquinas clásicas actuales parezcan arcaicas, la tecnología aún comete demasiados errores para ser realmente útil.

La computadora cuántica de Google también utiliza una forma de corrección de errores, una forma de reducir los fallos, que podría permitir a este tipo de máquinas alcanzar su potencial. En un artículo de investigación publicado el lunes en la revista científica Nature, Google dijo que su máquina había superado el “umbral de corrección de errores”, un hito por el que los científicos llevan décadas trabajando.

Eso significa que las computadoras cuánticas están en camino de llegar a un momento, todavía muy lejano, en que puedan superar sus errores y realizar cálculos que podrían acelerar el progreso del descubrimiento de fármacos. También podrían romper la encriptación que protege los ordenadores vitales para la seguridad nacional.

“Lo que realmente queremos que hagan estas máquinas es ejecutar aplicaciones que realmente interesen a la gente”, dijo John Preskill, físico teórico del Instituto Tecnológico de California especializado en computación cuántica. “Aunque puede que aún falten décadas, acabaremos viendo el impacto de la computación cuántica en nuestra vida cotidiana”.

Una computadora tradicional, como una portátil o un teléfono inteligente, almacena números en chips de silicio y manipula esos números, sumándolos, multiplicándolos, etcétera. Realiza estos cálculos procesando “bits” de información. Cada bit contiene un 1 o un 0.

Pero una computadora cuántica desafía el sentido común. Se basa en las alucinantes formas en que algunos objetos se comportan a nivel subatómico o cuando se exponen a un frío extremo, como el metal exótico que Google enfría a casi 460 grados bajo cero dentro de su ordenador cuántico.

Los bits cuánticos, o “qubits”, se comportan de forma muy distinta a los bits normales. Un mismo objeto puede comportarse como dos objetos distintos al mismo tiempo cuando es extremadamente pequeño o extremadamente frío. Aprovechando este comportamiento, los científicos pueden construir un qubit que contenga una combinación de 1 y 0. Esto significa que dos qubits pueden contener cuatro valores a la vez. Y a medida que aumenta el número de qubits, una computadora cuántica se vuelve exponencialmente más potente.

Los científicos propusieron por primera vez este tipo de máquina en la década de 1980. Pero los qubits son frágiles, lo que significa que encadenar incluso unos pocos requiere años de trabajo.

Laboratorios del mundo académico, la industria y el gobierno han utilizado una amplia variedad de técnicas para construir estas máquinas, incluidos sistemas basados en partículas de luz o diminutas partículas cargadas atrapadas en campos electromagnéticos. Al igual que IBM e Intel, Google construye “qubits superconductores”, en los que ciertos metales se enfrían a temperaturas extremadamente bajas.

Con su última computadora superconductora, Google ha reclamado la “supremacía cuántica”, lo que significa que ha construido una máquina capaz de realizar tareas que van más allá de lo que puede hacer cualquier ordenador tradicional. Pero estas tareas son esotéricas. Implican la generación de números aleatorios que no necesariamente pueden aplicarse a aplicaciones prácticas, como el descubrimiento de fármacos.

Google y sus rivales siguen trabajando para conseguir lo que los científicos llaman “ventaja cuántica”, cuando un ordenador cuántico pueda acelerar el progreso de otros campos como la química y la inteligencia artificial o realizar tareas que las empresas o los consumidores consideren útiles. El problema es que las computadoras cuánticas siguen cometiendo demasiados errores.

Pero los científicos llevan casi tres décadas desarrollando técnicas, alucinantes en sí mismas, para sortear este problema. Ahora, Google ha demostrado que, a medida que aumenta el número de qubits, puede reducir exponencialmente el número de errores mediante complicados análisis.

Los expertos creen que solo es cuestión de tiempo que una computadora cuántica alcance su enorme potencial.

“La gente ya no duda de que se hará”, dijo Lukin. “La pregunta ahora es: ¿cuándo?”.

Cade Metz escribe sobre inteligencia artificial, coches autónomos, robótica, realidad virtual y otras áreas emergentes. c. 2024 The New York Times Company.

Por Cade Metz, The New York Times.