CHINA | Ciencias y Tecnología

Científicos chinos logran ventaja computacional cuántica


Por Agencias
Publicada:2020-12-08

Un equipo de científicos chinos afirma haber creado un prototipo de computadora cuántica, capaz de procesar 10.000 millones de veces más rápido que la computadora cuántica de 53 cúbits desarrollada por Google.


Universidad de Ciencia y Tecnología de China
La tesis extendida de Church-Turing es un principio fundamental en la informática, que establece que una máquina probabilística de Turing puede simular de manera eficiente cualquier proceso en un dispositivo físico realista. En la década de 1980, Richard Feynman observó que los problemas cuánticos de muchos cuerpos parecían difíciles para las computadoras clásicas debido al tamaño exponencialmente creciente del espacio de estado cuántico de Hilbert. Propuso que una computadora cuántica sería una solución natural.

Desde entonces, se han diseñado varios algoritmos cuánticos para resolver de manera eficiente problemas que se cree que son clásicamente difíciles, como el algoritmo de factorización de Shor. Sin embargo, la construcción de una computadora cuántica tolerante a fallas para ejecutar el algoritmo de Shor aún requiere esfuerzos a largo plazo. Se propusieron algoritmos de muestreo cuántico, basados ​​en argumentos plausibles de complejidad computacional, para demostraciones a corto plazo de la aceleración de la computación cuántica en la resolución de ciertas tareas bien definidas en comparación con las supercomputadoras actuales. Si la aceleración parece abrumadora, de modo que ninguna computadora clásica puede realizar la misma tarea en un período de tiempo razonable y es poco probable que las mejoras algorítmicas o de hardware clásicas la anulen, se la denominó ventaja computacional cuántica o supremacía cuántica, escribe science.

Un equipo de investigación, que incluye al renombrado físico cuántico chino Pan Jianwei, escribe Xinhua, anunció el viernes un avance significativo en el establecimiento de un prototipo de computadora cuántica llamado Jiuzhang, a través del cual se detectaron un máximo de 76 fotones.

El estudio fue publicado en la revista en línea Science.

Este logro significa que China ha alcanzado el primer hito en el camino hacia la computación cuántica a gran escala, una ventaja computacional cuántica, también conocida como "supremacía cuántica", lo que indica una abrumadora velocidad de computación cuántica.

Ninguna computadora tradicional puede realizar la misma tarea en un tiempo razonable y es poco probable que la velocidad sea superada por algoritmos clásicos o mejoras de hardware, señaló el equipo.

En el estudio se utilizó el muestreo de bosones de Gauss (GBS, por sus siglas en inglés), un clásico algoritmo de simulación, para proporcionar una forma muy eficiente de demostrar la velocidad de la computación cuántica para resolver tareas bien definidas.

El número promedio de fotones detectados por el prototipo es 43, aunque se observaron hasta 76 clicks de fotones emitidos.

El sistema de computación cuántica Jiuzhang puede implementar GBS 100 billones de veces más rápidamente que la supercomputadora existente más rápida del mundo.

El equipo también dijo que el nuevo prototipo procesa 10.000 millones de veces más rápidamente que la computadora cuántica de 53 cúbits desarrollada por Google.

"La ventaja computacional cuántica es como un umbral" , dijo Lu Chaoyang, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China. "Esto significa que cuando la capacidad de un nuevo prototipo de computadora cuántica supera la de la computadora tradicional más fuerte en el manejo de una tarea particular, esto demuestra que posiblemente realizará grandes avances en múltiples ámbitos más" .

El avance es el resultado de 20 años de esfuerzos del equipo de Pan, el cual ha conquistado varios escollos tecnológicos importantes, incluyendo una fuente de fotones de alta calidad.

"Por ejemplo, es fácil para nosotros beber un sorbo de agua a la vez, pero es difícil beber solamente una molécula de agua a la vez" , dijo Pan. "Una fuente de fotones de alta calidad tiene que liberar tan solo un fotón a la vez y cada fotón tiene que ser exactamente el mismo, lo que resulta bastante desafiante" .

En comparación con las computadoras convencionales, Jiuzhang es actualmente apenas un campeón en una sola arena, pero su capacidad de supercomputación tiene un potencial de aplicación en áreas como teoría de grafos, aprendizaje de máquinas y química cuántica, señaló el equipo.

Fuente: xinhuanet. com






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