La carrera por aprovechar la computación cuántica acaba de experimentar una gran aceleración. Google anunció recientemente un avance significativo usando su chip cuántico Willow y un nuevo método llamado algoritmo Quantum Echoes. Este logro acerca el campo a lo que los investigadores llaman “ventaja cuántica práctica”. Este último es el punto donde computadoras cuánticas puede resolver problemas significativos del mundo real que son simplemente imposibles de manejar para las mejores supercomputadoras clásicas en un período de tiempo razonable.
El experimento de Google implicó una compleja simulación física. Midió un fenómeno cuántico sutil conocido como correlador de orden fuera de tiempo de segundo orden (OTOC). Según Google, su dispositivo cuántico realizó el cálculo más de 13.000 veces más rápido que la supercomputadora Frontier. Frontier está actualmente clasificada como la máquina clásica más poderosa del mundo. Para poner eso en perspectiva, la tarea requirió la tecnología cuántica. chip poco más de dos horas, mientras que la supercomputadora habría requerido aproximadamente 3,2 años de funcionamiento continuo.
Quantum Echoes: Google demuestra una aplicación cuántica en el mundo real
La clave de esta velocidad es la Algoritmo de ecos cuánticos sí mismo. La técnica funciona aprovechando las propiedades únicas de los qubits (el equivalente cuántico de los bits binarios) que pueden existir en múltiples estados a la vez.
El proceso es conceptualmente simple. El equipo envía una señal específica al sistema cuántico (el chip Willow), introduce una pequeña perturbación y luego ejecuta toda la evolución de la señal hacia atrás en el tiempo. A medida que la evolución se revierte, las ondas cuánticas crean un momento de «interferencia constructiva». Esto magnifica el “eco” resultante, haciendo que la medición final sea increíblemente sensible. El resultado revela cómo la información se difunde e interactúa a través del sistema cuántico.
Este enfoque es poderoso porque el resultado es verificable. A diferencia de algunas demostraciones anteriores de velocidad cuántica, el resultado del algoritmo Quantum Echoes se puede repetir en otras computadoras cuánticas comparables y, lo que es más importante, se puede verificar con experimentos físicos del mundo real.
Una regla molecular para la ciencia
Para demostrar la utilidad de este método en el mundo real, Google se asoció con investigadores de la Universidad de California, Berkeley. Aplicaron el algoritmo Quantum Echoes para estudiar la estructura de dos moléculas diferentes.
Compararon los resultados cuánticos con los de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). La RMN es un método utilizado actualmente en química (y la ciencia detrás de la RMN tecnología). Los datos de ambos sistemas se alinearon perfectamente. Fundamentalmente, la técnica Quantum Echoes logró extraer información estructural que los métodos estándar de RMN normalmente no pueden revelar, actuando efectivamente como una «regla molecular» con una precisión sin precedentes.
Las computadoras cuánticas a gran escala, capaces de revolucionar por completo la medicina y la ciencia de los materiales, aún requieren hardware con millones de qubits altamente estables. Sin embargo, Google cree que este avance algorítmico es un paso mayor. La empresa sigue siendo optimista y prevé que las primeras aplicaciones cuánticas del mundo real podrían llegar en los próximos cinco años. Esta investigación apunta a un futuro en el que las máquinas cuánticas también serán útiles para descubrimientos científicos, no sólo para pruebas de velocidad complejas.
Fuente: Android Headlines