Por @Alvy — 3 de Junio de 2020

How many qubits are needed for quantum computational supremacy?

Mucho se habla de la supremacía cuántica computacional, ese momento en el que «un ordenador cuántico supera al mejor de los superordenadores convencionales resolviendo cierto tipo de problema», como decía Dominic Walliman. Sin embargo, sabemos poco de ella, especialmente cuántos qubits harían falta para lograrla. Ahora parece que ha habido avances al respecto.

Según unos investigadores que han publicado un trabajo en Quantum Journal titulado How many qubits are needed for quantum computational supremacy?, todo depende un poco de cómo se mire, pero así a grandes rasgos han calculado que harían falta:

  • 208 qubits con circuitos IQP (Instantaneous Quantum Polynomial-Time)
  • 420 qubits con circuitos QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm), o bien
  • 98 fotones con circuitos de muestreo de bosones

Los detalles del asunto son sumamente técnicos, y el trabajo tiene decenas de páginas; yo ni me atrevo más que a hojearlo y referenciarlo. En Spectrum han hecho un análisis recordando cómo la verdadera capacidad de los qubits cuánticos es que pueden realizar operaciones de forma exponencial: si con 2 qubits se pueden hacer 22 (4 operaciones), con 3 serían 23 (8 operaciones), etcétera, de modo que con unos 300 en principio se podrían hacer más cálculos en un instante (2300) que átomos hay en el universo, que son unos 1080, átomo arriba, átomo abajo.

Según cuentan los autores del trabajo, primero acotaron la cantidad de qubits necesarios a unos 10.000, en una segunda aproximación la bajaron a 2.000 y finalmente y tras mucho análisis se quedaron con las cifras de varios cientos mencionadas: entre unos 100 y 400. El trabajo no entra en si es posible en la práctica construir ordenadores cuánticos de esa capacidad o si al hacerlo funcionarían como sería deseable.

Recordemos también que cuando Google anunció el año pasado su ordenador cuántico de 53 qubits luego salió IBM a explicar que no era tan potente como se creía y aunque las versiones al respecto difieren sobre lo que es «técnicamente correcto» y «posible en la práctica», al estar limitado a un tipo de problema muy concreto.

Buceando en todo esto que suena tan raro y extraño me encontré –quizá no tan sorprendentemente– con este gráfico perdido entre las ecuaciones:

How many qubits are needed for quantum computational supremacy?

Que resulta ser una representación de puertas lógicas XOR y variables que forman unos ciclos que contribuyen con diversos valores a los cálculos… Aunque a mi me pareció… ¡un condensador de fluzo! Desde luego los misterios de la computación cuántica no dejan de sorprender.

También me resulto imposible no acordarme de esta cita acerca del ordenador cuántico de la recomendable serie Devs:

Estamos hablando de un número de qubits tran grande que es inútil expresarlo como un número.

– Forest
(Devs, 2020)

(Vía Spectrum.)

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