Google alcanza un hito en la computación cuántica con Willow
En un avance significativo en el ámbito de la tecnología cuántica, Google anunció recientemente lo que denomina la primera ventaja cuántica verificable. Utilizando su innovador procesador cuántico Willow, la compañía ha introducido un algoritmo revolucionario conocido como Ecos Cuánticos. Se informa que este sofisticado algoritmo funciona 13.000 veces más rápido que cualquier supercomputadora clásica, ofreciendo resultados no solo reproducibles, sino también verificables. Este logro podría allanar el camino para desarrollos transformadores en campos como la química, la biología y la ciencia de los materiales.
Un nuevo enfoque para el análisis molecular
Para este experimento pionero, Google implementó el algoritmo Quantum Echoes para realizar análisis moleculares en colaboración con investigadores de la Universidad de California en Berkeley. Se centraron en dos moléculas diferentes: una compuesta por 15 átomos y la otra por 28. Sorprendentemente, los resultados de los cálculos cuánticos coincidieron estrechamente con los de la resonancia magnética nuclear (RMN) tradicional. Sin embargo, el algoritmo Quantum Echoes también reveló nuevos conocimientos estructurales que las técnicas de RMN convencionales suelen pasar por alto.
Esta innovadora metodología ha sido bautizada como “regla molecular”, ya que puede medir distancias y características estructurales que hasta ahora han permanecido esquivas a las herramientas científicas estándar.
Cómo funcionan los ecos cuánticos
Como señaló el equipo de investigación de Google, el algoritmo Quantum Echoes emplea un nivel de precisión sin precedentes para calcular la dinámica de los sistemas cuánticos. La técnica implica un proceso similar a la «escucha de ecos» dentro de una configuración cuántica. Durante este proceso, se transmite una señal meticulosamente diseñada a través de una red de cúbits, lo que permite a los investigadores perturbar un cúbit mientras revierten la evolución del sistema para detectar su eco de retorno. Al amplificar este eco mediante interferencia constructiva, se obtiene información sobre cómo se propagan las perturbaciones a través de la matriz de 105 cúbits del chip.
Avances basados en investigaciones previas
El algoritmo Quantum Echoes de Google se basa en un parámetro previamente establecido llamado Muestreo de Circuitos Aleatorios. Si bien este último demostró una complejidad computacional sin procesar, Quantum Echoes lo lleva aún más lejos al integrar la verificabilidad. Esta característica crucial permite que los resultados se reproduzcan en otros ordenadores cuánticos de calibre similar, un hito significativo que los algoritmos anteriores no habían logrado.
La evolución del sauce
Este logro histórico también demuestra los avances logrados con el chip Willow de Google, presentado a finales de 2024. Willow representa una mejora considerable en la supresión de errores, abordando uno de los desafíos más persistentes de la computación cuántica. Su diseño facilita operaciones rápidas a la vez que mantiene tasas de error ultrabajas, esenciales para ejecutar algoritmos complejos que requieren precisión.
De la prueba de concepto a las aplicaciones prácticas
En 2019, el chip predecesor de Google, Sycamore, demostró lo que se conoció como «supremacía cuántica».Sin embargo, se trató principalmente de una prueba de concepto centrada en una tarea muy específica con aplicaciones prácticas limitadas. En cambio, Willow busca establecer la verificabilidad cuántica para casos de uso reales, acortando así la distancia entre la teoría y la aplicación.
Superando el escepticismo en la computación cuántica
Históricamente, la computación cuántica ha generado escepticismo respecto a su capacidad para producir resultados fiables comparables con sus homólogos clásicos. Con la reciente demostración de una ventaja cuántica verificable por parte del equipo de Google, se ha superado una barrera importante para validar que las computadoras cuánticas pueden ofrecer resultados repetibles y científicamente sólidos.
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