• Google ha logrado un avance significativo hacia la computación cuántica práctica con su algoritmo Quantum Echoes.
  • El nuevo método, ejecutado en el chip cuántico Willow, es 13.000 veces más rápido que los algoritmos clásicos en supercomputadores.
  • Este avance podría permitir el desarrollo de aplicaciones reales en el campo de la química y la física en los próximos cinco años.

 

Google ha anunciado un avance clave en el campo de la computación cuántica, habilitado por su chip Willow, presentado el año pasado. La compañía afirma haber realizado una investigación pionera que confirma la posibilidad de crear aplicaciones del mundo real para las computadoras cuánticas. Su algoritmo, denominado Quantum Echoes, ha sido detallado en un artículo publicado en la revista Nature y demuestra lo que denominan la "primera ventaja cuántica verificable ejecutando el algoritmo de correlador temporal fuera de orden (OTOC)".

La computación cuántica se basa en el uso de qubits, que pueden representar múltiples estados simultáneamente, a diferencia de los bits clásicos que solo pueden ser 0 o 1. Google cree que su nuevo algoritmo es una prueba más de que estos sistemas cuánticos podrían conducir a una mayor comprensión de los sistemas cuánticos que nos rodean. El algoritmo Quantum Echoes es capaz de ilustrar cómo interactúan diferentes partes de un sistema cuántico entre sí, de una manera que es repetible por otras computadoras cuánticas y que, según Google, "se ejecuta 13.000 veces más rápido en Willow que el mejor algoritmo clásico en uno de los superordenadores más rápidos del mundo".

El término "eco" en Quantum Echoes proviene de la forma en que el algoritmo de Google interactúa con un sistema cuántico, en este caso, el chip Willow. "Enviamos una señal cuidadosamente elaborada a nuestro sistema cuántico (qubits en el chip Willow), perturbamos un qubit y luego revertimos precisamente la evolución de la señal para escuchar el 'eco' que regresa", explicó la compañía. Este eco se magnifica por la "interferencia constructiva" de las ondas cuánticas, lo que hace que la medición que Google puede tomar sea extremadamente sensible.

Esta sensibilidad sugiere que las computadoras cuánticas podrían ser una herramienta importante para modelar fenómenos como la interacción de partículas o la estructura de moléculas. En un experimento separado con la Universidad de California, Berkeley, Google intentó demostrarlo ejecutando el algoritmo Quantum Echoes para estudiar dos moléculas diferentes y comparando los resultados con el método de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) que utilizan actualmente los científicos para comprender la estructura química. Los resultados de ambos sistemas coincidieron, y Google afirma que Quantum Echoes incluso "reveló información que normalmente no está disponible a través de la RMN".

A largo plazo, una computadora cuántica a gran escala podría utilizarse para una amplia gama de aplicaciones, desde el descubrimiento de fármacos hasta el desarrollo de nuevos componentes para baterías. Por ahora, Google cree que su investigación con Quantum Echoes significa que las aplicaciones prácticas de las computadoras cuánticas podrían llegar en los próximos cinco años.