Un ordenador cuántico resuelve un problema un millón de años más rápido que una supercomputadora

Usando un ordenador de recocido cuántico, se logró una solución en minutos, demostrando el potencial de la computación cuántica en general.

D-Wave Quantum Inc., una startup con sede en California que trabaja en el ámbito de la computación cuántica para aplicaciones comerciales, ha resuelto un problema práctico utilizando su prototipo de ordenador cuántico de recocido D-Wave Advantage 2.

La compañía confirmó su logro mediante un artículo revisado por pares en una revista científica de gran prestigio.

Según la Ley de Moore, la potencia y la eficiencia de un microchip se duplica cada dos años.
En el corto tiempo transcurrido desde que existen las computadoras, hemos presenciado un cambio masivo en sus capacidades, incluso a medida que su tamaño continúa reduciéndose.

Sin embargo, los científicos han estado trabajando para construir computadoras más grandes y mejores que realicen cálculos a exaescala y nos ayuden a resolver problemas como el cambio climático y el descubrimiento de fármacos.

Muchos, sin embargo, creen que estos problemas están fuera del alcance de una supercomputadora.
En cambio, las computadoras cuánticas, que aprovechan la mecánica cuántica y pueden realizar cálculos que tomarían años incluso para las supercomputadoras más rápidas, son la solución a nuestros problemas.

Si bien ha habido mucho revuelo en torno a este campo, con empresas que afirman construir computadoras con más cubits (las unidades de almacenamiento de información), no se ha implementado esta tecnología en el mundo real.

¿Qué problema resolvió la computadora cuántica?

Investigadores de D-Wave realizaron simulaciones de vidrios de espín programables, un problema de materiales magnéticos conocido por su complejidad computacional, según un comunicado de prensa.

Los minerales magnéticos se utilizan en diversas aplicaciones, desde la medicina hasta los semiconductores, el diseño de sensores, motores y mucho más.
Sin embargo, dado que estos materiales son microscópicamente pequeños, comprender sus interacciones ha sido un desafío, lo que supone un reto para el descubrimiento de materiales.

Dado que la física cuántica rige el comportamiento de los materiales, comprender la naturaleza cuántica de los minerales magnéticos puede ayudar a identificar nuevas aplicaciones para estos materiales.

Los centros de computación de alto rendimiento y las supercomputadoras utilizan unidades de procesamiento gráfico (GPU) para realizar estos cálculos.
Este enfoque no solo consume mucha energía, sino también mucho tiempo.

El equipo de investigación de D-Wave coincidió en que este era el problema adecuado para abordarlo utilizando su prototipo de computadora cuántica de recocido Advantage 2.

¿Cómo lo resolvieron?

Una computadora cuántica de recocido utiliza la mecánica cuántica para encontrar soluciones óptimas a problemas complejos.
En este enfoque, el sistema parte de una superposición de todas las soluciones posibles, lo que representa un estado de alta energía, y busca alcanzar su estado mínimo o de baja energía mediante un proceso de recocido, que consiste en modificar lentamente los parámetros del sistema.

Cuando el equipo de investigación de D-Wave planteó este problema a su ordenador cuántico y al superordenador Frontier del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), este último obtuvo resultados en minutos.
Por otro lado, se estima que el superordenador tarda un millón de años en resolver el problema, con un consumo anual de electricidad global.

Este es un día memorable para la computación cuántica.
Nuestra demostración de la supremacía computacional cuántica en un problema útil es una primicia en la industria.
Todas las demás afirmaciones de que los sistemas cuánticos superan a los ordenadores clásicos han sido cuestionadas o han implicado la generación de números aleatorios sin valor práctico.

“Nuestro logro demuestra, sin lugar a dudas, que las computadoras cuánticas de recocido de D-Wave ahora son capaces de resolver problemas útiles que están más allá del alcance de las supercomputadoras más potentes del mundo”, añadió Baratz.

D-Wave ofrece acceso a este procesador a través de su servicio de nube cuántica.
Al mismo tiempo, su procesador también se ha cuadruplicado con la incorporación de miles de cúbits, según el comunicado de prensa.

Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Science.

https://interestingengineering.com/innovation/quantum-computer-solves-real-world-problem