Las computadoras cuánticas alcanzan la «supremacía incondicional»

Un profesor de computación cuántica de la Universidad de Texas, EE. UU., llamado William Kretschmer, junto con su equipo, completó un experimento que demostraría la llamada “supremacía incondicional” de las computadoras cuánticas. 

La expresión «supremacía incondicional» refiere a una ventaja permanente de máquinas cuánticas por sobre las clásicas.  

En otras palabras, para tareas específicas, un ordenador cuántico siempre será más eficiente que cualquier computadora tradicional posible. 

De acuerdo con los investigadores, su «resultado es demostrable y permanente: ningún desarrollo futuro en algoritmos clásicos puede cerrar esta brecha».  

Además, afirman que la ventaja obtenida no puede ser eliminada por avances futuros en computación tradicional. 

¿De qué trató el experimento para demostrar esa supremacía cuántica?

El experimento , publicado el 19 de septiembre, se realizó con 12 cúbits (qubits en inglés, unidades básicas de información cuántica) construidos a partir de iones controlados con láseres por la compañía Quantinuum .  

El diseño se basó en un problema de complejidad de comunicación, una rama de las matemáticas que estudia la eficiencia en el intercambio de información entre dos partes. 

En el experimento, los investigadores dividieron la computadora cuántica en dos partes, a las que llamaron «Alice» y «Bob».  

Puede pensarse como un juego de adivinanzas: Alice prepara una carta con un mensaje secreto y se la envía a Bob. La tarea de Bob es decidir cómo mirar esa carta para descubrir el mensaje oculto y dar una respuesta. 

Al repetir este intercambio miles de veces, Alice y Bob fueron perfeccionando sus métodos hasta anticipar con gran precisión cuál sería la respuesta de Bob incluso antes de que Alice revelara su carta.  

Según el informe, esta dinámica se repitió 10.000 veces para afinar el protocolo de comunicación. 

El resultado final arrojó que ninguna computadora clásica con menos de 62 bits de capacidad podría igualar la eficiencia de esta máquina de 12 cúbits.  

Incluso en el escenario más favorable, un sistema clásico necesitaría 330 bits para realizar la misma tarea, lo que equivale a casi 30 veces más esfuerzo computacional para alcanzar un desempeño comparable. 

Ashley Montanaro , profesor de computación cuántica de la Universidad de Bristol, comentó sobre los resultados:  

“Este es un hallazgo científico notable que muestra que el panorama de las ‘ventajas cuánticas’ es más amplio de lo que se pensaba. A diferencia de la mayoría de las demostraciones de ventaja o supremacía cuántica, aquí no existe la posibilidad de que aparezca un mejor algoritmo clásico: es imposible”. 

Ashley Montanaro, profesor de computación cuántica de la Universidad de Bristol. 

Para Ronald de Wolf , del Instituto de Matemáticas y Ciencias de la Computación de los Países Bajos, el ensayo reflejó cómo los avances recientes en computadoras cuánticas permiten aplicar teorías matemáticas que llevaban décadas en desarrollo. 

En términos simples, la relevancia de este estudio radica en que, al menos en ese tipo específico de experimentos, las computadoras cuánticas demostraron un rendimiento que los sistemas clásicos no podrían alcanzar nunca, sin importar cuán optimizados estén en el futuro. 

Esta noción de «supremacía incondicional» marca un contraste con lo que antes se denominaba «supremacía cuántica», que en ocasiones fue cuestionada al descubrirse soluciones clásicas capaces de igualar ciertos resultados.  

La nueva evidencia, en cambio, refuerza la idea de que la computación cuántica abre un terreno en el que las máquinas clásicas, por más optimizadas que estén, no podrán competir.