Una computadora cuántica de IBM vence a una supercomputadora en una prueba cara a cara

La computadora cuántica Eagle de IBM completó un cálculo que sorprendió a la supercomputadora convencional a la que se enfrentaba.

Las computadoras cuánticas han despertado entusiasmo durante algunas décadas, pero los investigadores no han construido una máquina que sea universalmente superior a todas las computadoras convencionales. Esto se debe en parte a que todas las computadoras cuánticas existentes son “ruidosas”: sus resultados están corrompidos por errores, de la misma manera que el sonido puede perderse en una grabación entrecortada.

Ahora, Abhinav Kandala de IBM y sus colegas han demostrado que incluso una molesta computadora cuántica puede ser más precisa en sus cálculos que una máquina convencional.

Compararon el rendimiento de la computadora cuántica Eagle de IBM, que contiene 127 bits cuánticos, o qubits, con el de una supercomputadora en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California. Ambos tenían la tarea de calcular el comportamiento más probable de un grupo de partículas, como átomos con espín, dispuestos en una red e interactuando entre sí.

Este problema se vuelve más difícil a medida que aumenta el número de partículas. Para un cierto número de partículas, los investigadores pueden resolver exactamente las ecuaciones relevantes en una computadora. Las supercomputadoras y los métodos de aproximación pueden manejar los cálculos cuando hay más partículas involucradas, pero eventualmente los cálculos se vuelven tan complejos que la computación convencional falla. Los investigadores de IBM querían probar Eagle con un conjunto de métodos que habían desarrollado para mitigar sus efectos. ruido en cada uno de estos casos.

Cuando la supercomputadora pudo completar los cálculos, los resultados de los dos métodos fueron consistentes. Pero cuando la complejidad aumentó más allá de cierto punto, la supercomputadora falló, mientras que Eagle aún podía brindar una solución. Aunque no había forma de probar si el resultado de Eagle era correcto, Kandala dice que el buen acuerdo con los cálculos bien establecidos hasta ese momento le dio a su equipo la confianza de que la computadora cuántica había pasado la prueba.

El equipo de IBM no afirma haber logrado la supremacía cuántica, lo que significa demostrar que el rendimiento de Eagle es imposible de igualar a cualquier computadora y algoritmo convencionales. No han probado la computadora cuántica contra todos los enfoques convencionales que existen. Este no era su objetivo, dice Kandala, porque espera que los métodos informáticos tradicionales sigan mejorando, pero él y sus colegas querían probar la utilidad de los procesadores cuánticos ahora disponibles.

Él dice que los métodos que usaron para estos cálculos se pueden adaptar a una gama más amplia de problemas, como calcular el comportamiento de materiales o moléculas de interés para la biofísica y la química.

Demostrar que una computadora cuántica es realmente útil más allá de un experimento específicamente diseñado para demostrar el poder computacional es un desafío, dice Xavier Waintal de CEA Grenoble en Francia. Él dice que el rendimiento de los dispositivos Eagle es impresionante y un hito importante, pero cuestiona cuánto beneficio pueden obtener los investigadores de la capacidad comprobada.

“Probar que una máquina hace algo que nunca se puede simular en una computadora clásica es muy difícil. Tendrías que probarlo para cada tecnología que existe, así como para cada tecnología concebible que aún no existía”, dice Mark Howard de la Universidad de Galway en Irlanda. Dice que la competencia entre las computadoras cuánticas y clásicas ha mejorado históricamente la forma en que los investigadores usan ambas.

El equipo de IBM ya está buscando repetir su experimento para cálculos más complejos y con computadoras cuánticas más grandes y, por lo tanto, potencialmente más poderosas. La esperanza es que, con un mayor desarrollo, las computadoras cuánticas puedan ayudar a crear nuevos materiales para baterías o fertilizantes, o nuevos compuestos para medicamentos.

“Sabemos que la computación clásica no va a ninguna parte, pero estamos emocionados de aprovechar nuestras computadoras cuánticas. Ahora tenemos una buena herramienta con más de 100 qubits y cuanto mejor la usemos, mejor estaremos”. en hacerla más beneficiosa”.