El concepto de supremacía cuántica fue desarrollado por John Preskill, el profesor de física teórica Richard P. Feynman en el Instituto de Tecnología de California, como una prueba que indicaría que las computadoras cuánticas finalmente pudieron superar a las computadoras convencionales.
Una prueba exitosa de supremacía cuántica demostraría que una computadora cuántica puede ejecutar un cálculo complejo que una computadora convencional no puede hacer en un período de tiempo razonable.
Se puede realizar una simulación ideal de la misma tarea en un sistema clásico en 2,5 días y con mucha mayor fidelidad
Sin embargo, en una publicación de blog, los especialistas en computación cuántica de IBM Edwin Pednault, John Gunnels y Jay Gambetta sugieren que los cálculos de supremacía cuántica que Google afirmó que tomarían una computadora convencional de 10.000 años en computación deberían tomar solo días, como máximo.
“Los avances recientes en la computación cuántica han dado como resultado dos procesadores de 53 qubits: uno de nuestro grupo en IBM y un dispositivo descrito en la preimpresión filtrada de Google”,escriben.
Continúan: “En la preimpresión, se argumenta que su dispositivo alcanzó la supremacía cuántica” y que “una supercomputadora de última generación requeriría aproximadamente 10,000 años para realizar la tarea equivalente”.
El concepto de supremacía cuántica muestra los recursos exclusivos de las computadoras cuánticas
“Argumentamos que una simulación ideal de la misma tarea se puede realizar en un sistema clásico en 2,5 días y con mucha mayor fidelidad. De hecho, esta es una estimación conservadora, en el peor de los casos, y esperamos que con refinamientos adicionales el costo clásico de la simulación puede reducirse aún más”, explican.
“Debido a que el significado original del término supremacía cuántica, según lo propuesto por John Preskill en 2012, era describir el punto en que las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que las computadoras clásicas no pueden hacer, este umbral no se ha cumplido”.
Las computadoras clásicas tienen recursos propios, como una jerarquía de memorias y cálculos de alta precisión en hardware
Los especialistas en computación cuántica de IBM agregan que la afirmación de Google de que los cálculos tomarían una computadora convencional de 10.000 años se basa en la creencia de que los números involucrados serían demasiado grandes para almacenarse completamente en la memoria, por lo que requieren soluciones temporales que requieren mucho tiempo. Sin embargo, agregan, las suposiciones de los ingenieros de Google no tienen en cuenta una serie de ventajas que una computadora convencional también aportaría.
El concepto de ‘supremacía cuántica’ muestra los recursos únicos de las computadoras cuánticas, como el acceso directo al enredo y la superposición
“Sin embargo, las computadoras clásicas tienen recursos propios, como una jerarquía de memorias y cálculos de alta precisión en hardware, diversos activos de software y una vasta base de conocimiento de algoritmos, y es importante aprovechar todas esas capacidades al comparar cuántica con clásica”, escriben.
“Cuando se hizo su comparación con la [informática] clásica, se basaron en una simulación avanzada que aprovecha el paralelismo, la computación rápida y sin errores, y la gran RAM agregada, pero no pudieron explicar completamente el abundante almacenamiento en disco”.
Su propia simulación de los mismos cálculos utilizó una gama mucho más amplia de características, incluyendo “partición de circuitos, aplazamiento de la contracción del tensor, agregación y agrupación de compuertas, orquestación cuidadosa de la comunicación colectiva y métodos de optimización bien conocidos como bloqueo de caché y doble búfer”, para reducir el tiempo de decenas de miles de años a solo días.
“El nuevo y mejor hardware clásico, las optimizaciones de código para utilizar de manera más eficiente el hardware clásico, sin mencionar el potencial de aprovechar las comunicaciones directas de GPU para ejecutar el tipo de simulaciones de supremacía de interés, podrían acelerar sustancialmente nuestra simulación”, afirman, agregando que el término ‘supremacía cuántica’ no solo es muy mal entendido, sino también engañoso.
Además de afirmar que los investigadores de la compañía habían alcanzado la supremacía cuántica, Google también afirmó el año pasado haber desarrollado un procesador cuántico de 72 qubits, mientras que IBM en 2017 reveló planes para comenzar a ofrecer computación cuántica ‘en la nube ‘.
