Quantum Advantage Showdowns no tiene ganadores claros

El mes pasado, los físicos en la startup Xanadu con sede en Toronto publicó un curioso experimento en Naturaleza en el que generaron números aparentemente aleatorios. Durante la pandemia, construyeron una máquina de escritorio llamada Borealis, compuesta por láseres, espejos y más de un kilómetro de fibra óptica. En Borealis, 216 haces de luz infrarroja rebotaron a través de una compleja red de prismas. Luego, una serie de detectores contaron el número de fotones en cada haz después de pasar a través de los prismas. Finalmente, la máquina generó 216 números a la vez, un número correspondiente al número de fotones en cada rayo respectivo.

Borealis es una computadora cuántica y, según los investigadores de Xanadu, esta tirada de dados impulsada por láser va más allá de las capacidades de la computación clásica o no cuántica. Borealis tardó 36 microsegundos en generar un conjunto de 216 números a partir de una distribución estadística compleja. Calcularon que Fugaku, la supercomputadora más potente en el momento del experimento, tardaría una media de 9.000 años en producir un conjunto de números a partir de la misma distribución.

El experimento es el último de una serie de demostraciones de la llamada ventaja cuántica, en la que una computadora cuántica supera a una supercomputadora de última generación en una tarea particular. El experimento "empuja los límites de las máquinas que podemos construir". ”, dice el físico Nicolás Quesada, miembro del equipo de Xanadu, que ahora trabaja en Polytechnique Montréal.

“Es un gran avance tecnológico”, dijo Laura García-Álvarez de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia, quien no participó en el cálculo del experimento.

Entonces, ¿qué significa exactamente la afirmación de supremacía cuántica de Xanadu? El físico de Caltech John Preskill acuñó el concepto en 2011 como "supremacía cuántica", que describió como "el punto en el que las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que las computadoras clásicas no pueden, independientemente de si esas tareas son útiles". (Desde entonces, muchos investigadores en el campo han cambiado a llamarlo "ventaja cuántica" para evitar hacerse eco de "supremacía blanca". El artículo de Xanadu en realidad lo llama "ventaja computacional cuántica" porque piensan que es "ventaja computacional cuántica". ventaja' implica que la computadora ha realizado una tarea útil, que no es así).

Las palabras de Preskill sugieren que el logro de una ventaja cuántica será un punto de inflexión que marcará el comienzo de una nueva era tecnológica en la que los físicos comenzarán a crear tareas útiles para las computadoras cuánticas. de una computadora cuántica que supera a una computadora clásica, por investigadores de Google en 2019, se filtró.

Pero a medida que más investigadores reclaman una ventaja cuántica para sus máquinas, la importancia del logro se vuelve más turbia. Por un lado, la ventaja cuántica no marca el final de la carrera entre las computadoras cuánticas y las clásicas. Este es el comienzo.

Cada afirmación de una ventaja cuántica llevó a otros investigadores a desarrollar algoritmos clásicos más rápidos para desafiar esa afirmación.En el caso de Google, sus investigadores realizaron un experimento de generación de números aleatorios similar al de Xanadu. Ellos escribieron que a una supercomputadora de última generación le tomaría 10.000 años generar una colección de números, mientras que su computadora cuántica solo tardó 200 segundos. Un mes después, investigadores de IBM afirma que Google usa algoritmo de comparación clásico incorrecto y que una supercomputadora solo debería tardar 2,5 días En 2021, un equipo que utiliza la supercomputadora Sunway TaihuLight en China demostró que puede completar la tarea en 304 segundos— solo un cabello más lento que la computadora cuántica de Google Incluso una supercomputadora más grande puede ejecutar el algoritmo en decenas de segundosdice el físico Pan Zhang de la Academia de Ciencias de China.Esto pondría a la computadora clásica de nuevo en la cima.