La supremacía cuántica es un concepto que, supuestamente, intenta probar que una computadora cuántica es mejor que una computadora clásica. En este ámbito del desarrollo del cómputo cuántico, esto parece seguir siendo una pregunta abierta.
Y sí, probablemente una computadora cuántica sea mejor pero hasta no tener computadoras cuánticas reales y completas, que sean más rápidas que las máquinas clásicas, no podremos saber si la ventaja fue solamente en la teoría o no.
Uno de los algoritmos más conocidos es el método de factorización de Shore, el cual -si puede ser implementado en una computadora cuántica- podría manipular números mucho más rápido que la mejor computadora clásica. Pero hay quien duda incluso que esto demuestre la supremacía cuántica.
Por ejemplo, podría no haber leyes de la física que nos impidiese seguir construyendo mejores modelos de computadoras cuánticas pero esto podría tener un pero, que no existe un mejor algoritmo clásico para la factorización.
La hazaña de Google
Hace apenas unos días, el grupo de computación cuántica de Google, indicó que si tomasen la mejor súper-computadora clásica, el cálculo del que hemos hablado tardaría 10 mil años, y que en su máquina cuántica esto llevaría 200 segundos apenas, usando una máquina con 53 qubits apenas.
Para Google esto demostraría la supremacía cuántica, pero hay problemas: el algoritmo usado no es algo útil o natural para una computadora clásica. Fue diseñado para que una computadora cuántica imperfecta hiciese algo que está realmente imposibilitado de hacerse en una computadora tradicional.
El algoritmo consiste en seleccionar una secuencia azarosa de compuertas -esencialmente operaciones en los qubits. El resultado del algoritmo es una cadena de bits al azar con cierta distribución de la probabilidad. La tarea es pues ejecutar muchas veces este algoritmo en una máquina cuántica y ver los resultados. Para una computadora clásica esto es más difícil por el crecimiento exponencial de qubits y compuertas.
Google empezó sus pruebas con circuitos simples con muy pocos qubits, los cuales competían contra lo que se podía hacer en computadoras tradicionales. Así se podía verificar que los resultados fuesen correctos. Entonces se movieron a problemas más grandes y complejos y dejaron la computadora clásica atrás.
Algunos expertos indicaron que los argumentos de la supremacía cuántica de Google eran ciertos, pero otros indicaron que en términos teóricos los resultados son vagos para realmente hacer un juicio de valor.
La respuesta de IBM
IBM propuso una mejora en el algoritmo clásico que usa un gran espacio de almacenamiento barato como el que pueden dar los discos duros. Este algoritmo hace la tarea en días en lugar de segundos, pero con más trabajo podría incluso optimizarse.
Entonces las preguntas que surgen son: ¿Es la computadora cuántica el nuevo paradigma? ¿Qué es finalmente esto? ¿Es acaso una analogía cuántica de la computación cuántica? ¿En qué casos la ventaja cuántica debe usarse? Preguntas abiertas que no tienen aún solución, pero que si esperamos el tiempo suficiente, sabremos la verdad.
