Google afirmó haber alcanzado el codiciado nivel de supremacía cuántica de la computación con su sistema Sycamore en 2019. Pero el problema que utilizó para hacer la afirmación acaba de ser resuelto por el acelerador de elección de hoy: la GPU. Según lo informado por Ciencias, Investigadores en China lograron recientemente resolver el mismo problema computacional que llevó a Google a reclamar el título, a pesar de estar equipado con «solo» 512 GPU, lo que sobrealimentó algunos cambios inteligentes en el algoritmo original. Sin embargo, todo el concepto de supremacía cuántica se refiere al momento en que una computadora cuántica resuelve un problema que sería imposible de resolver para una computadora clásica.
En ese momento, Google dijo que la supercomputadora más rápida en ese momento, la Summit proporcionada por IBM, tardaría 10,000 años en resolver el mismo cálculo que su computadora cuántica Sycamore hizo en 200 segundos. Las 512 GPU del equipo chino tardaron quince horas en hacer lo mismo.
Es solo otro recordatorio de que tanto el tiempo como la computación cuántica son relativos, lo cual es comprensible, considerando el estado relativo de la infancia de la tecnología.
El reclamo de Google del título de supremacía cuántica se basó en que descubrieron un patrón de interferencia en los valores del qubit. Dado que la computación cuántica es un maestro voluble, todos los enfoques actuales son propensos a la decoherencia, que se refiere a cómo el entorno y el diseño y la operación del qubit introducen errores en sus cálculos.
A partir de estos errores operativos, y al ejecutar el mismo algoritmo a través de Sycamore durante 200 segundos (y millones de iteraciones), Google luego extrapoló un resultado, mostrando el patrón de las desviaciones del procesador de los valores exactos y correctos que debería generar. Estas desviaciones ocurrieron porque los errores aumentaron la probabilidad de ciertos resultados en comparación con otros; este patrón finalmente se visualizó a través de un gráfico puntiagudo que podía reproducirse de manera confiable.
Esta representación gráfica de la relación entre errores y resultados es lo que, según Google, le otorgaba supremacía cuántica. Y esta misma gráfica es la que lograron los científicos chinos. Para lograrlo, representaron el problema a través de una matriz matemática en 3D, una matriz, que permitió que los núcleos de tensor especializados de su GPU 512 lo resolvieran simplemente multiplicando los valores de la matriz.
“Creo que tienen razón en que si hubieran tenido acceso a una supercomputadora lo suficientemente grande, podrían haber simulado la… tarea en cuestión de segundos,” Scott Aaronson, científico informático de la Universidad de Texas, dijo Ciencias. El equipo chino sitúa esta estimación en 12 segundos de tiempo de cálculo.
Para ser justos, los científicos de Google dejaron una advertencia en su artículo. Sergio Boixo, científico principal de Google Quantum AI, dijo en un correo electrónico a Ciencias que «los algoritmos clásicos mejorarían». Y lo mejoraron, tal vez un poco demasiado rápido, atenuando el borde de la afirmación de Google y, en última instancia, demostrando que las objeciones de IBM eran correctas.
Pero los ingenieros de Google hicieron hincapié en un punto: la tecnología está en constante evolución, y la computación cuántica ahora está atravesando una etapa de pasos agigantados que ahora es una ocurrencia escasa para los sistemas clásicos. Si Sycamore de Google hubiera sido capaz de proporcionar el contorno puntiagudo con mayor fidelidad de la que lo hizo (al 0,2 %), las computadoras cuánticas actuales podrían hacerlo mejor, debido a las mejoras en la corrección de errores.
La baja fidelidad lograda por Sycamore fue exactamente lo que les dio cierto margen de maniobra a los científicos chinos: simplemente mejoraron la fidelidad de sus cálculos a 0,37%. Eso es suficiente para vencer a Sycamore, pero aún está muy lejos de lo que es teóricamente posible. Ese hecho y la naturaleza en desarrollo de la computación cuántica llevaron a Sergio a agregar que «no creemos que este enfoque clásico pueda seguir el ritmo de los circuitos cuánticos en 2022 y más allá».
Y aunque es muy probable que eso también sea correcto, parecería que Google tiene que quitar el trofeo de supremacía cuántica de su pared. Seguro que otras manos se levantarán para reclamarlo. Es solo una cuestión de probabilidad y, como tal, también es solo una cuestión de tiempo.