Lo cl¨¢sico derrota a lo cu¨¢ntico: dos equipos superan con computaci¨®n convencional el logro de IBM con 127 c¨²bits

Hay r¨¦cords que permanecen d¨¦cadas imbatidos y otros que tan solo duran segundos, como el de la atleta de heptatl¨®n Adrianna Sulek, que solo disfrut¨® de su marca mundial 6,43 segundos. En la informal competici¨®n entre la computaci¨®n cl¨¢sica y cu¨¢ntica tambi¨¦n sucede. El pasado 14 de junio, una investigaci¨®n publicada en Nature aseguraba haber conseguido con 127 c¨²bits, capacidad ya presente en los ordenadores cu¨¢nticos comerciales, resultados imposibles en la computaci¨®n cl¨¢sica. Solo dos semanas despu¨¦s, sendos trabajos de Caltech y de la Universidad de Nueva York reivindicaron haber logrado resoluciones m¨¢s precisas con computaci¨®n cl¨¢sica. ¡°Esta pugna entre lo cl¨¢sico y lo cu¨¢ntico es muy enriquecedora¡±, comenta David P¨¦rez Garc¨ªa, investigador del Instituto de Ciencias Matem¨¢ticas (Icmat) y catedr¨¢tico de la Universidad Complutense de Madrid.

Youngseok Kim, Andrew Eddins y Abhinav Kadala, investigadores de IBM, junto a otros autores, afirmaron en Nature haber evidenciado que un procesador cu¨¢ntico y un procesamiento posterior al an¨¢lisis pueden generar, manipular y medir de manera confiable estados cu¨¢nticos tan complejos que sus propiedades no podr¨ªan estimarse de forma precisa mediante aproximaciones convencionales.

¡°Ninguna computadora cl¨¢sica tiene suficiente memoria para codificar las posibilidades calculadas por los 127 c¨²bits¡±, afirmaron los autores. G?ran Wendin y Jonas Bylander, investigadores de la Universidad de Tecnolog¨ªa de Chalmers (Suecia), lo respaldaron: ¡°La ventaja cu¨¢ntica fundamental aqu¨ª es la escala en lugar de la rapidez: los 127 c¨²bits codifican un problema para el cual ninguna computadora cl¨¢sica tiene suficiente memoria¡±.

¡°Recursos modestos¡±

Sin embargo, este r¨¦cord solo supuso un acicate para intentar batirlo. Investigadores del Flatiron Institute Center de f¨ªsica cu¨¢ntica computacional aceptaron el desaf¨ªo y, en solo 12 d¨ªas, publicaron una investigaci¨®n con una ¡°simulaci¨®n cl¨¢sica, precisa y eficiente en memoria y tiempo¡±, del sistema difundido en Nature. ¡°Al adoptar un enfoque de red tensorial, podemos realizar una simulaci¨®n cl¨¢sica que es significativamente m¨¢s precisa que los resultados obtenidos por el dispositivo cu¨¢ntico¡±, aseguran los autores, quienes destacan que se ha hecho con ¡°recursos computacionales modestos¡±.

Tan solo dos d¨ªas despu¨¦s, investigadores de Caltech (Instituto de Tecnolog¨ªa de California) mostraban otro trabajo en el que ¡°un algoritmo cl¨¢sico basado en la din¨¢mica dispersa de Pauli puede simular eficientemente los circuitos cu¨¢nticos estudiados en el experimento reciente con los 127 c¨²bits del procesador Eagle de IBM¡±.

Los investigadores hacen referencia al art¨ªculo publicado solo dos d¨ªas antes para afirmar: ¡°El hecho de que ambos enfoques cl¨¢sicos tengan ¨¦xito ilustra el rico panorama de algoritmos cl¨¢sicos aproximados que a¨²n no se han explorado. Creemos que el m¨¦todo que describimos aqu¨ª es prometedor no solo para las simulaciones de circuitos cu¨¢nticos, sino tambi¨¦n para problemas de simulaci¨®n m¨¢s generales en din¨¢mica cu¨¢ntica¡±.

Todas son buenas

El profesor e investigador David P¨¦rez Garc¨ªa, experto en redes de tensores (la estrategia desarrollada en el primero de los trabajos alternativos al de ventaja cu¨¢ntica), considera ¡°sorprendentes¡± las tres investigaciones: ¡°Son espectaculares. Que diferentes t¨¦cnicas reproduzcan los resultados del experimento da hasta m¨¢s valor. Los resultados son buenos. No son ruido¡±.

Lo que s¨ª contradicen los trabajos alternativos al publicado en Nature es la conclusi¨®n de que es imposible alcanzar los mismos resultados con otras formas de computaci¨®n. ¡°Demuestran que el experimento [de IBM] no est¨¢ en el punto de afirmar que no es simulable con ning¨²n m¨¦todo cl¨¢sico¡±, zanja P¨¦rez Garc¨ªa.

¡°Pero no creo que la ventaja cu¨¢ntica fuera era el objetivo principal, sino que se pueden obtener resultados buenos en sistemas grandes, complejos, sin tener que pasar a correcci¨®n de errores, que es el sue?o ideal de la computaci¨®n cu¨¢ntica. Hay un t¨¦rmino medio que es la mitigaci¨®n de errores y que puede aportar resultados muy interesantes¡±, a?ade el investigador espa?ol.

Las t¨¦cnicas utilizadas se desarrollaron para simular el comportamiento de sistemas cu¨¢nticos con ordenadores cl¨¢sicos. ¡°La propia simulaci¨®n muestra que estas ideas que est¨¢n usando son interesantes y se pueden usar para otro tipo de problemas. El campo es muy din¨¢mico. Las dificultades estar ah¨ª y, aunque todav¨ªa no se pueden lanzar las campanas al vuelo para decir que esta tecnolog¨ªa ya es una realidad, s¨ª que se observan avances muy prometedores¡±, resalta P¨¦rez Garc¨ªa.

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