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La NASA: el último as de Google para demostrar la supremacía cuántica

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El gigante lleva años diciendo que está a punto, pero la demostración nunca llega. Así que ha alcanzado a un acuerdo con la agencia espacial, que comparará el rendimiento del procesador cuántico Bristlecone del gigante con el de su propio superordenador a principios del año que viene

  • por Mark Harris | traducido por Ana Milutinovic
  • 05 Diciembre, 2018

Google lleva tiempo luchando para ganar la carrera de la supremacía cuántica. En 2017, el gigante ya afirmó que lo lograría antes de que acabara el año, algo que obviamente no pasó. Así que está buscando estrategias que le ayuden a conseguirlo lo antes posible. Su último intento, con el que aspira convertirse en el rey cuántico en cuestión de meses, ha consistido en pedir el apoyo de, nada más y nada menos, que la NASA, según un Acuerdo de la Ley del Espacio al que ha tenido acceso MIT Technology Review.

La supremacía cuántica es la idea, hasta ahora no demostrada, de que un ordenador cuántico suficientemente poderoso podrá realizar cálculos matemáticos de una complejidad inasumible para cualquier superordenador convencional (ver La inminente "supremacía cuántica" de Google necesita otro nombre). Si esta capacidad se demostrara, podría impulsar un mercado para dispositivos que algún día lograrían descifrar códigos antes inaccesibles, potenciarían la inteligencia artificial, mejorarían los pronósticos meteorológicos y permitirían modelar las complejas interacciones moleculares y los sistemas financieros con un nivel de detalle sin precedentes.

El acuerdo, firmado en julio, solicita a la NASA que "analice los resultados de los circuitos cuánticos ejecutados en los procesadores cuánticos de Google, y [...] proporcione comparaciones con la simulación convencional para respaldar a Google en la validación de su hardware y establecer una línea de base para la supremacía cuántica".

Google ha confirmado a MIT Technology Review que el acuerdo hacía referencia a su último chip cuántico de 72 cúbits, llamado Bristlecone. Mientras los ordenadores convencionales almacenan información en bits binarios en forma de unos y ceros, las computadoras cuánticas usan cúbits, unas unidades que gracias a la física cuántica pueden presentarse en forma de uno, cero y ambas a la vez. Los cúbits deberían proporcionar soluciones rápidas frente a algunos problemas que tardarían mucho más en obtenerse con cualquier ordenador convencional.

El físico que dirige el proyecto de computación cuántica de Google, John Martinis, cree que Bristlecone realmente podrá alcanzar la supremacía cuántica. Pero hay mucha gente que no está de acuerdo. En mayo, algunos investigadores de la División de Infraestructura de Datos y Tecnología de Búsqueda de Alibaba publicaron un artículo en el que sugieren que los ordenadores convencionales que ejecutan simulaciones podrían igualar su rendimiento, y que se podrían necesitar los chips cuánticos con menores tasas de error.

El director del Centro de Ciencia y Tecnología de la Información Cuántica de la Universidad del Sur de California (EE.UU.), Daniel Lidar, también tiene dudas. En declaraciones a MIT Technology Review, afirmó: "Parece que hará falta alguna forma adicional para evitar errores. Además, los métodos convencionales de simulación han elevado el listón varias veces en los últimos años, y es muy probable que esta tendencia continúe. Sin embargo, no descartaría una demostración de supremacía cuántica utilizando el sistema de Bristlecone [de Google]".

El acuerdo entre Google y la NASA revela un esfuerzo explícito para "[demostrar] la viabilidad y el potencial del procesador". Aunque Google no pagará nada a la NASA por las pruebas, la agencia calcula que sus labores para llevar a cabo la petición de Google costarán cerca de 600.000 euros.

La nueva colaboración funcionará de la siguiente forma: como Bristlecone requiere que sus circuitos superconductores se mantengan a una temperatura cercana al cero absoluto, no puede salir de los laboratorios de Google. En cambio, los investigadores del Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica (QuAIL) del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley (EE.UU.) pueden contactarse a Bristlecone online, a través del servicio en la nube Cloud API de Google. El gigante también compartirá el software actual que permite a los ordenadores convencionales simular circuitos cuánticos, para que la NASA pueda desarrollarlo y mejorarlo.

Juntas, las dos organizaciones trabajarán para asignar "una amplia gama de problemas de muestras y optimización" al sistema de computación cuántica modelo de Bristlecone. A principios del próximo año, una vez acordadas las cuestiones y los objetivos iniciales para la simulación, la NASA codificará el software necesario para ejecutar esas simulaciones en su supercomputadora Pleiades a escala petaflops. Pleiades es el superordenador más poderoso de la NASA, actualmente clasificado entre los 25 más potentes del mundo.

Alrededor de julio del próximo año, la NASA "comparará los resultados de la simulación convencional de circuitos cuánticos con los resultados del hardware de Google". Si las cosas no salen según lo planeado, el acuerdo de Google tiene una duración de cinco años dentro de los que "la NASA proporcionará más mapeos, técnicas de simulación de circuitos mejoradas, compilaciones más eficientes [y] resultados de simulaciones de circuitos". Google le dará a QuAIL acceso a su procesador cuántico y al software hasta, como mínimo, 2023.

La NASA no respondió a las solicitudes de comentarios en el momento de la redacción de este artículo. Esta no es la primera que Google trabaja en computación cuántica de la mano de la NASA. En 2013, colaboraron para instalar un amasijo cuántico de la empresa de computación cuántica D-Wave. Esa máquina se actualizó posteriormente en 2017.

En última instancia, Google quiere que su software de computación cuántica para que la simulación, la optimización y el aprendizaje automático se democraticen. "La intención de Google es lanzar su Kit de desarrollo de software (SDK) para usar los procesadores cuánticos de manera abierta", afirma el acuerdo.

Probablemente se refiera a Cirq, el software de fuente abierta para crear circuitos cuánticos que Google presentó este verano. El gigante afirmó entonces que planeaba que Bristlecone estuviera disponible en la nube, con Cirq como su interfaz. D-Wave, IBM y Rigetti ya cuentan con los servicios de nube cuántica disponibles para los investigadores (ver La computación cuántica en la nube, cada vez más rápida y accesible).

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