Google dice que alcanzó ventaja cuántica verificable con un algoritmo que por fin vuelve útil su supercomputadora

Hasta ahora, las computadoras cuánticas representan una promesa de potencia de cálculo capaz de resolver problemas que las máquinas convencionales no alcanzan. Sin embargo, múltiples retos han frenado la llegada de una computadora cuántica verdaderamente útil. El más importante no es técnico, sino metodológico: los científicos suelen probar la potencia de sus dispositivos con problemas “de juguete”, diseñados únicamente para mostrar rendimiento, como si fueran simples pruebas de benchmark.

Google asegura que esa etapa terminó. Su división de computación cuántica presentó un algoritmo que corre en el chip Willow y que, por primera vez, resolvió un problema científico real más rápido que una supercomputadora. Una vez más, la clave es estar en aprovechar la superposición de los cúbits, esa forma única de procesar información que rompe con el determinismo del sistema binario clásico.

Comprendiendo el problema cuántico

Con el algoritmo Quantum Echoes y el procesador Willow, los investigadores lograron medir y recuperar la propagación de información en un sistema cuántico complejo y correlacionado en apenas dos horas de cómputo. El mismo cálculo, simulado en la supercomputadora Frontier, la más poderosa del mundo, habría requerido 3.2 años de recursos computacionales.

El reto es difícil de imaginar, pero los físicos lo explican con una metáfora: piensa en una taza de café con leche. Cuando revuelves el café, la información se dispersa y parece imposible recuperarla. El algoritmo Quantum Echoes actúa como una cuchara especial que, al girar en sentido contrario, no devuelve la bebida a su estado original, pero sí revela patrones de cómo se mezclaron los ingredientes. Esos patrones resultan imposibles de calcular con una computadora clásica, pero la máquina cuántica los mostró en cuestión de horas.

Aunque prometedor, este avance publicado en la revista Nature todavía corresponde a un problema físico alejado de aplicaciones inmediatas.

El primer paso de la aplicación directa

En paralelo, el equipo aplicó el mismo algoritmo a un desafío fundamental para la ciencia de materiales y el diseño de fármacos: medir las distancias entre los átomos que forman una molécula. Comprender esa arquitectura tridimensional es vital, pero la escala es tan diminuta que incluso los mejores métodos clásicos tienen problemas con la medición.

La computadora cuántica midió las distancias en dos moléculas: tolueno (15 átomos) y dimetilbifenilo (28 átomos). Como la ciencia ya conocía esas distancias gracias a estudios previos, ambas sirvieron como calibradores de precisión. Willow reprodujo los valores conocidos, lo que confirmó la fiabilidad del algoritmo

Con este resultado, Google resolvió un problema químico con implicaciones científicas usando su procesador más avanzado y un algoritmo novedoso. La compañía se proclamó ganadora en la contienda por la ventaja cuántica verificable, reforzando su liderazgo en la llamada supremacía cuántica.

“Esta es la primera vez en la historia que una computadora cuántica ejecuta con éxito un algoritmo verificable que supera la capacidad de las supercomputadoras. La verificabilidad cuántica significa que podemos repetir el resultado en nuestra máquina, o en cualquier otra de la misma categoría, y obtener la misma respuesta. Esta repetibilidad más allá de lo clásico sienta las bases para una verificación escalable y acerca a los ordenadores cuánticos a convertirse en herramientas prácticas”, declaró la división de investigación cuántica de Google en un comunicado.

Tras este hito, la compañía ya definió su siguiente meta: consolidar un cúbit lógico de larga duración, la tercera etapa de un plan de seis pasos.