Aprovecho este vídeo de Seeker que me ha parecido una muy buena explicación de la cuestión para anotar algunos enlaces acerca de un asunto que lleva unos días revoloteando: el trabajo que investigadores de Google y la NASA han llevado a cabo acerca de un experimento con un ordenador cuántico con 53 qubits y la denominada supremacía cuántica.
Los titulares dicen de todo «Google ha logrado…», «defiende que ha alcanzado…», «habría alcanzado…», «podría haber alcanzado…», «reclama haber alcanzado…», «asegura haber alcanzado…», «vence la carrera…», «¿revolución o farol?», «¿se ha alcanzado…?», «la supremacía ha llegado (supuestamente)…» ¡Tsk! ¡Qué difícil es explicar estas cosas!
Lo primero, algunos hechos:
- Un paper apareció publicado en una web con el sello de la NASA y Google pero era preliminar. Tan pronto como apareció, desapareció. Pero por suerte hubo gente que lo pudo descargar y distribuir, de modo que muchos expertos han podido examinarlo convenientemente. Es este: Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor (Inverse.com)
- Eso quiere decir que no es la versión final, que todavía no ha pasado la revisión por pares ni ha sido publicado por ninguna revista científica de prestigio (aunque todo el mundo espera que sea pronto y probablemente en una de las dos más famosas).
- El experimento se llevó a cabo con un ordenador de 54 qubits –llamado Sycamore– en los cuales uno de los qubits resultó defectuoso y se tuvo que eliminar (de ahí el número raro: 53).
- Curiosamente, según Qubit Counter –que lleva la cronología de estas cosas– Google ya tenía un ordenador de 72 qubits en 2018, y ese mismo año se supo de otro de Rigetti de 128 qubits. Pero en asuntos de computación cuántica «no todos los ordenadores cuánticos son iguales», de modo que esos 53-54 qubits también pueden ser ligeramente diferentes. Por no hablar de todos los problemas derivados de la escalabilidad y la decoherencia.
Ahora, una definición:
La supremacía cuántica es el momento en que un ordenador cuántico supera al mejor de los superordenadores convencionales resolviendo cierto tipo de problema.
– Dominic Walliman
Según cuentan en Seeker y explican otros expertos en el tema que han leído el trabajo lo cierto es que parece posible que el experimento de Google haya conseguido lo que dice la definición. Pero por otro lado, sucede que esa definición es un tanto genérica porque afirma que el ordenador cuántico es el que supera al mejor superordenador «resolviendo cierto todo de problema», no cualquier problema (que es lo que suele pensar la gente generalmente).
El problema planteado en el experimento es uno que tiene que ver con generar números aleatorios y el cálculo de una distribución estadística relacionada con el muestro de estados cuánticos. Con el más potente superordenador actual (el Summit de IBM) se necesitarían unos 10.000 años para esos cálculos; el ordenador cuántico de Google dio con la solución en 3 minutos y 20 segundos. Así que prueba superada. (Nota: la solución no era un número, estilo «42» –que es lo que suele pensar la gente– sino presentar una distribución estadística con ciertas propiedades.)
Esto no significa necesariamente que ese ordenador cuántico sirva para descifrar códigos secretos, factorizar números gigantescos como el RSA-2048 o nos vayamos a ver abocados al terrorismo cuánticos; tal y como se describe no sirve para eso. De hecho –en general– aunque sirviera para descifrar un código o factorizar ciertos números probablemente existirían otros sistemas de cifrado y seguridad que no podría atacar ni resolver: los ordenadores cuánticos funcionan de una forma bastante diferente a los convencionales (que son más –digamos– «genéricos») y la programación y su diseño físico están muy relacionados; no se escribe en un lenguaje genérico, se compila y arreando. De hecho puede que esos ordenadores sean muy buenos para «simular procesos» cuánticos (algo que hay gente que considera un poco WTF) pero no para otras tareas.
Recordemos lo que decíamos hace más de un año sobre el tema:
(…) Irónicamente, el problema que deben resolver los ordenadores cuánticos para «demostrar su supremacía» no sirve absolutamente para nada, no tiene aplicación práctica. Se llama problema de muestreo y tiene que ver con distribuciones matemáticas: resulta «fácil» para los ordenadores cuánticos pero exponencialmente difícil a medida que crece para los ordenadores convencionales. IBM tiene un superordenador convencional que puede simular un ordenador cuántico de 56 bits (sí: se puede hacer), de modo que más o menos «esa es la cifra a batir», según Walliman.
Este otro párrafo parece incluso premonitorio:
Si un ordenador cuántico pudiera resolver ese problema y el mayor de los superordenadores convencionales no, se consideraría alcanzada esa supremacía cuántica. No está del todo claro si el número de qubits puede seguir creciendo y creciendo sin fin (y hay diversas variantes y tecnologías, cada cual con sus limitaciones), por los problemas de la decoherencia cuántica y otros tipos de «ruido» que puedan marcar cierto límite todavía no explorado.
Así que ahí estamos.
Aquí van algunos enlaces más para quienes estén interesados en el tema:
- Supremacy Claim Means for Quantum Computing (IEEE Spectrum) que es un buen resumen de todo el tema con declaraciones de expertos.
- From Quantum Supremacy to Classical Fallacy y Scott’s Supreme Quantum Supremacy FAQ que es un estupendo documento de «preguntas frecuentes» sobre el tema, por Scott Aaronson, de los autores que parte el bacalao sobre el tema. (Aquí una jugosa entrevista: El fantasma en la máquina cuántica de Turing).
- Quantum Supremacy y Supremacía cuántica en la Wikipedia.
- Qué es la «supremacía cuántica» (Domain of Science), un buen vídeo explicativo sobre la definición en implicaciones, del que hablamos hace tiempo.
Actualización (22 de octubre de 2019) – IBM cuestiona el avance de Google y afirma que el experimento puede completarse en cuestión de días, no en miles de millones de años: On “Quantum Supremacy”, vía MIT Review: Quantum supremacy from Google? Not so fast, says IBM.
Actualización (24 de octubre de 2019) – Ya se ha publicado el trabajo de Google en Nature:
Con las siguiente reacciones (aparte de la de IBM):
- Quantum Supremacy (Google Blog)
- Google Claims a Quantum Breakthrough on Computing (New York Times)
- Google confirms ‘quantum supremacy’ breakthrough (The Verge)
- Why I Called It ‘Quantum Supremacy’ (Quanta Magazine)
- IBM challenges a recent result in quantum computing. Technically, they are right. Practically, it makes little difference (The Economist)
