Supremacía cuántica
Supremacía cuántica (también llamada ventaja cuántica) es el hito en el que una computadora cuántica programable realiza una tarea específica que ninguna computadora clásica práctica podría terminar en un tiempo razonable. En 2019, un equipo de Google informó haber alcanzado este hito con un procesador de 53 qubit llamado Sicomoro.
El experimento del sicomoro
Sycamore utilizó 53 superconductores cúbits enfriado hasta cerca del cero absoluto. La tarea elegida fue muestreo aleatorio de circuitos: aplica una secuencia larga y aleatoria de puertas cuánticas y luego medir los qubits muchas veces. Debido a la interferencia cuántica, los posibles resultados de 53 bits no son igualmente probables: el circuito produce una distribución de probabilidad característica y desigual. El muestreo a partir de esa distribución es fácil para el hardware cuántico, pero extremadamente difícil de simular de forma clásica, porque el número de amplitudes que una computadora clásica debe rastrear crece a medida que 253, aproximadamente 1016.
Google informó que Sycamore extrajo un millón de muestras en unos 200 segundos y estimó que la supercomputadora líder de la época necesitaría del orden de 10.000 años para reproducir el resultado. IBM cuestionó esa estimación, argumentando que un mejor algoritmo clásico que utilice almacenamiento en disco podría estar listo en unos pocos días, un recordatorio útil de que el límite de la supremacía es un objetivo móvil a medida que mejoran los métodos clásicos.
Lo que prueba y lo que no prueba
El experimento demostró que un dispositivo cuántico puede superar a la computación clásica en un punto de referencia cuidadosamente elegido. Lo hizo no resolvió un problema prácticamente útil (el muestreo aleatorio de circuitos no tiene aplicación directa) ni entregó una computadora cuántica de propósito general con corrección de errores. Su significado real es una prueba de principio: los sistemas cuánticos grandes y controlables pueden alcanzar un régimen que está genuinamente más allá del alcance clásico.
Un error común
La supremacía cuántica no significa que las computadoras cuánticas sean ahora mejores que las clásicas en las tareas cotidianas. Siguen siendo peores en casi todo. La afirmación es estrecha y deliberada: un problema ideado, ejecutado más rápido que la simulación clásica, para marcar un umbral científico en lugar de uno comercial.