Google anuncia una evolución en la computación cuántica

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Para saber si los esfuerzos desarrollados en materia de computación cuántica van por el camino adecuado, Google desarrolló un experimento de supremacía cuántica que lo llevó a construir una computadora cuántica que tiene la capacidad de llevar a cabo tareas que los ordenadores clásicos no podrían hacer, como la de realizar un cálculo en 200 segundos, el mismo que le tomaría ejecutar a la supercomputadora más rápida del mundo 10,000 años aproximadamente. Este proceso sirvió para que el equipo técnico que trabaja en este proyecto superara varios desafíos inherentes a los sistemas cuánticos y creara una máquina programable y con alto potencial. 

El resultado arrojado por el experimento fue positivo, las puertas diseñadas para el chip del procesador Sycamore, diseñado por Google, tenían la capacidad de alojar dos cúbits, término que se utiliza para denominar las unidades de información en la computación cuántica, y mostraron un índice de error significativamente más bajo que los evidenciados en trabajos anteriores, incluso cuando las puertas del procesador operan de manera simultánea. Este rendimiento fue posible de alcanzar gracias a la implementación de un nuevo tipo de perilla de control que permitió desactivar las interacciones entre cúbits vecinos, el nuevo diseño optimizado del chip que permitió reducir las interferencias y el desarrollo de nuevas calibraciones de control destinadas a evitar defectos en el cúbit. 

La compañía diseñó un circuito bidimensional en una cuadrícula con cada cúbit conectado a otros cuatro. Lo anterior permitió al chip contar con suficiente conectividad para que los estados del cúbit interactúen rápidamente en todo el procesador Sycamore, de 54 cúbits, que resulta totalmente programable. El procesador mencionado está siendo utilizado por el equipo técnico que lidera el proyecto para ejecutar algoritmos en química cuántica, así como para desarrollar nuevas aplicaciones en aprendizaje automático generativo, entre otras áreas.

El resultado del experimento liderado por Google se publicó en la más reciente edición de la revista Nature. Es importante tener en cuenta que, para evaluar el rendimiento total del sistema, la compañía seleccionó un punto de referencia computacional altamente sensible que falla si al menos un componente de la computadora no es lo suficientemente bueno. 

La aplicabilidad de la computación cuántica se extiende a muchos campos. En los próximos años, este tipo de computación podrá realizar procesos que exceden la capacidad de los ordenadores clásicos. Entre ellos, destacan la simulación de procesos moleculares, que se pueden traducir en el diseño de mejores baterías que beneficien al medio ambiente al hacer la red de energía más eficiente, en la optimización de energía para diseñar nuevos catalizadores que permitan crear fertilizantes con menor impacto ambiental y en el proceso de descubrimiento de moléculas que podrían hacer que los medicamentos resulten más efectivos, entre otros. 

De esta manera y siendo conscientes de que este es un paso más en la exploración del infinito universo de la computación cuántica, Google enfocará sus esfuerzos en hacer que estos procesadores de supremacía cuántica estén disponibles para colaboradores e investigadores académicos, así como para compañías que estén interesadas en desarrollar algoritmos y buscar aplicaciones para los procesadores actuales NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum). Paralelamente, también trabajará en seguir invirtiendo en equipos y tecnología buscando construir una computadora cuántica tolerante a fallas lo más pronto posible. 

Tal y como se ha venido haciendo hasta la fecha, estos propósitos se desarrollarán en conjunto con la comunidad de investigadores, y los resultados se publicarán abiertamente a través de herramientas como Cirq y OpenFermion, disponibles en código abierto, para que todos puedan participar y aportar en este complejo proceso. 

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