China anunció la creación de Zuchongzhi 3.0, un prototipo de computadora cuántica con 105 qubits legibles. Con esta máquina, los científicos han superado su propio récord nacional, que consistía en un centro de procesamiento de 66 qubits. A modo de comparación, la computadora cuántica Sycamore, de Google, la más conocida de la compañía, cuenta con 53 qubits.
Los qubits (o cúbits) son la unidad mínima de información de una computadora cuántica, de la misma manera que un bit lo es en una máquina convencional. A diferencia de los bits, que solo pueden tener un estado (0 o 1), los qubits pueden estar en ambos estados al mismo tiempo o en cualquier combinación de ellos. Por muy rápida que sea una computadora clásica, a nivel binario, solo puede resolver una operación a la vez. No es el caso de una máquina cuántica, que aprovecha las propiedades de la superposición de las partículas para procesar múltiples operaciones simultáneamente.
Cuantos más qubits tenga una computadora cuántica, mayor será su capacidad de explorar varias soluciones a la vez y menos tiempo tardará en llegar a un resultado. Actualmente, hay una carrera entre potencias tecnológicas para crear la máquina con la mayor cantidad de qubits y determinar cuál puede resolver un problema matemático imposible para una supercomputadora convencional. En esta competencia, China y su Zuchongzhi 3.0 han tomado la delantera, junto a Google.
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Un equipo de la Universidad de Oxford consiguió que dos procesadores cuánticos se conectaran entre sí y trabajaran juntos con el entrelazamiento de partículas.
Una prueba de 5,900 millones de años en cientos de segundos
Los detalles de los experimentos con el prototipo chino fueron publicados en la revista científica Physical Review Journals. Utilizaron una clásica prueba de rendimiento de máquinas cuánticas, conocida como muestreo de circuito aleatorio, para obtener configuraciones distintas de 86 qubits y 32 ciclos (un ciclo es una ronda completa de operaciones). En una de las computadoras convencionales más poderosas, la Frontier del Laboratorio Nacional Oak Ridge, en Estados Unidos, la operación hubiera tardado 5,900 millones de años en resolverse. La Ziuchongzhi 3.0 solo requirió “unos pocos cientos de segundos”, según el artículo.
La Zuchongzhi 3.0 también se destaca por su nivel de confiabilidad. Uno de los principales retos que enfrenta la computación cuántica es la fiabilidad de los qubits, ya que no todos son útiles debido a la interferencia y el ruido del entorno. En un entorno controlado, la nueva máquina cuántica de China promete una fidelidad de lectura del 99%.
Zu Chongzhi fue un matemático, astrónomo e ingeniero chino que vivió en el siglo V. Es reconocido por haber calculado de manera precisa el número Pi. También logró calcular el volumen de una esfera de una manera independiente a los cálculos de Arquímedes, en Grecia.
Por ahora, la computadora china rivaliza con Willow, el último chip cuántico de Google, que cuenta con 105 qubits y una arquitectura tolerante a fallos. Según el blog de la compañía, Willow resolvió un cálculo de referencia en cinco minutos, mientras que en una supercomputadora habría tardado hasta 10 cuatrillones de años.
Vale hacer una aclaración: ambas tecnologías todavía no resuelven problemas matemáticos con aplicaciones reales. Ejecutan pruebas de rendimiento. A menudo, los científicos se refieren a estas como “benchmarks”, el mismo término que se usa en las pruebas de smartphones para calcular la velocidad de sus procesadores. Para que puedan ser máquinas funcionales para la humanidad, los expertos señalan que deben reunir al menos un millón de qubits operando al mismo tiempo, y es necesario que surjan más algoritmos exclusivos para computadoras cuánticas.
