Ejercicio cuántico reduce tiempo de cálculo de 600 millones de años a 200 segundos

Un equipo de científicos afirma haber realizado cálculos cuánticos casi 100 billones de veces más rápido que la supercomputadora más avanzada del mundo.

Un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) en Shanghai, afirma haber realizado una hazaña en el ámbito de la supremacía cuántica al realizar ciertos cálculos casi 100 billones (100 millones de millones) de veces más rápido que la supercomputadora más avanzada del mundo.

El concepto de supremacía cuántica fue desarrollado por John Preskill, catedrático de física teórica del Instituto Tecnológico de California, como una prueba que demostraría que una computadora cuántica puede efectuar un cálculo complejo que una computadora convencional no puede hacer en un período de tiempo razonable.

En la investigación del caso, los científicos del USTC diseñaron un dispositivo de muestreo de bosones (un circuito óptico consistente de espejos, láseres, prismas y detectores de fotones), llamado Jiuzhang, que sería capaz de establecer un caso probado de supremacía cuántica.

En el estudio, publicado en Science, un equipo de científicos dirigido por Jian-Wei Pan y Chao-Yang Lu utilizó el dispositivo Jiuzhang para enviar pulsos de láser a un laberinto de 300 divisores de rayos y 75 espejos dispuestos de forma aleatoria, pudiendo predecir los patrones de interferencia con una fidelidad de 0,99 al cabo de muchos ensayos. La máxima medida posible es 1, e implica que todas las predicciones teóricas se han cumplido.

Tales predicciones son extremadamente difíciles de realizar con las computadoras clásicas, y el equipo calculó que la súper computadora más poderosa del mundo – la japonesa Fugaku – tardaría unos 600 millones de años en hacer lo que Jiuzhang puede lograr en sólo 200 segundos. Sunway TaihuLight, la cuarta supercomputadora más potente del mundo, tardaría unos 2.500 millones de años en hacer el mismo cálculo.

El experimento tiene poco uso práctico ya que Jiuzhang fue creado específicamente para lograr esta única tarea, pero demuestra el potencial de la computación cuántica para resolver problemas que son prácticamente insalvables con las tecnologías de computación actuales.

El muestreo de bosón es una técnica que implica el cálculo de la salida de un circuito óptico lineal que tiene múltiples entradas y múltiples salidas. Un único haz de luz pasa a través de un divisor de haz, que divide el haz en dos haces separados que luego se propagan en diferentes direcciones. Si dos fotones idénticos impactan al mismo tiempo el divisor de haz, no se separan el uno del otro, sino que se pegan entre sí y comienzan a moverse en la misma dirección.

Un dispositivo de muestreo de bosones puede considerarse un tipo de computadora cuántica, aunque con un propósito muy limitado.


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