Lo ocurrido el 9 de diciembre de 2024 podría ser uno de esos “Un pequeño paso para Google pero un gran salto para la humanidad”. Ese día Google presentó su último chip cuántico: Willow. Willow puede ejecutar una operación de referencia típica (muestreo aleatorio de circuitos) que tardaría entre 10 y 25 años en una de las computadoras más rápidas de la actualidad en sólo 5 minutos. Y, por cierto, 10 25 es un número mucho más antiguo que la edad estimada actual del universo.
Para muchos de nosotros, la física cuántica es algo que nos resulta muy difícil de entender. La mecánica cuántica es bastante similar al asentimiento indio. ¿Es así? ¿O un No? ¿O es algo intermedio? Los estados cuánticos (llamados superposición) son muy similares a esto en el sentido de que una partícula cuántica (llamada Qubit) puede representar múltiples posibilidades simultáneamente. Si el movimiento indio de cabeza no ayuda a tu comprensión, también puedes considerarlo como una moneda lanzada al aire: puede ser cara, cruz o ambas al mismo tiempo. Si bien los sistemas en la naturaleza y el mundo que nos rodea son de naturaleza mecánica cuántica, los humanos generalmente no experimentamos esto y, por lo tanto, la complejidad en la comprensión. Bueno, creas que lo entiendes (o no), puedes consolarte con lo que dijo el gran físico Richard Feynman: “Si crees que entiendes la mecánica cuántica, no la entiendes”.
La ventaja que tendría una computadora cuántica sobre una computadora clásica no es solo su velocidad computacional, sino también que se acerca a cómo funciona la naturaleza. Por tanto, algunas aplicaciones como la previsión meteorológica, el cambio climático, la fusión nuclear, etc. Puede que sólo sea posible con computadoras cuánticas. Más allá de eso, hay una serie de aplicaciones actualmente inexploradas en productos farmacéuticos, ciencia de materiales, almacenamiento de baterías, etc.
El momento del “Hola mundo” en este desarrollo ocurrió en 2019, cuando Google anunció el desarrollo de su chip cuántico que exhibía supremacía cuántica. Esto significa que este ordenador era capaz de solucionar un problema que habría requerido un ordenador clásico durante un periodo de tiempo prácticamente largo.
Para los escépticos, que imaginan cómo las actuales estructuras de seguridad y criptografía (Bitcoin, Blockchain, etc.) colapsarían después de que una computadora cuántica se conectara a Internet, Google también está a la vanguardia en este aspecto. Google está ayudando a la comunidad de seguridad a subir de nivel con su criptografía y algoritmos de cifrado poscuánticos.
Sin embargo, el problema con los qubits es que interactúan demasiado con su entorno (ruido), lo que puede causar pérdida de señal. Esto hacía que un ordenador cuántico fuera más propenso a errores que uno clásico y, por tanto, prácticamente inútil. En palabras de John Preskill del Instituto de Información y Materia Cuántica de Caltech: ¡Es una carrera a tres bandas entre computadoras cuánticas, computadoras clásicas y ruido!
Con Willow, Google ha demostrado una corrección exponencial de errores cuánticos, por debajo del umbral. Básicamente, esto significa que a medida que aumentan el tamaño del código de superficie (Qubits en la oblea) de 3 *3 a 5*5 a 7*7, el qubit permanece vivo sin perder señal por más tiempo que un tiempo más corto, lo que significa exponencialmente menos. error en lugar de más. Al ser el primer sistema por debajo de este umbral, esto hizo que CUÁNDO fuera la pregunta más importante sobre la computación cuántica, no SI.
Aunque lleva algún tiempo llegar a ser comercialmente relevante o útil, Google ya ha realizado simulaciones científicamente interesantes en sistemas cuánticos, pero también se pueden realizar en sistemas clásicos. Google dice que su objetivo es hacer posibles algoritmos cuánticos que están más allá del alcance de los sistemas clásicos, al tiempo que garantiza que resuelvan problemas del mundo real. Google ha trazado la hoja de ruta para lo mismo y se está moviendo en esa dirección.
Sin duda, esta no es la única computadora cuántica que existe. Empresas como IBM, QuEra, Xanadu y otras también han desarrollado máquinas cuánticas. Microsoft también está innovando con un tipo diferente de qubit llamado qubit topológico que promete una mayor estabilidad. IBM presentó el Osprey de 433 qubits en 2022 y planea presentar una máquina de más de 1000 qubits para 2026. Como referencia, Willow de Google tiene 105 qubits.
Este anuncio llega en un momento en que Google ha enfrentado críticas por desacelerar la innovación y perder relevancia, especialmente porque competidores como OpenAI han ganado una atención significativa. El director ejecutivo de Google y Alphabet, Sundar Pichai, compartió el anuncio en Twitter, recibiendo elogios del fundador de Space X, Elon Musk, del cofundador de Open AI, Greg Brockman, y otros.
India también tiene su propia Misión Cuántica nacional aprobada en abril de 2023. La misión tiene un cronograma de 2023 a 2031 e incluye objetivos ambiciosos. El Instituto Tata de Investigación Fundamental (TIFR), la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO) y Tata Consultancy Services (TCS) están a la vanguardia de la computación cuántica en la India. Probaron con éxito un procesador cuántico de 6 bits basado en tecnología de circuitos superconductores en septiembre de 2024.