Física

¡Dos computadoras cuánticas se enfrentan por primera vez en la historia!

¡Dos computadoras cuánticas se enfrentan por primera vez en la historia!

Las supercomputadoras están a punto de saltar a un nivel completamente nuevo. La computación cuántica está evolucionando rápidamente, y ahora, dos computadoras cuánticas se enfrentan por primera vez en la historia.

[Fuente de imagen:Ars Electronica a través de Flickr]

A principios de este año, los investigadores de la Universidad de Cornell enfrentaron dos computadoras cuánticas entre sí en una batalla virtual épica. El desafío fue realizar y resolver un algoritmo para comparar y determinar qué computadora cuántica es la más efectiva. Ambas computadoras son computadoras cuánticas de 5 qubits de última generación que operan en dos plataformas completamente diferentes.

A pesar de sus diferencias, los investigadores descubrieron una forma de programar las computadoras de tal manera que no vean el hardware operativo. Los resultados determinaron que una computadora era más confiable y la otra podía realizar operaciones más rápido.

"Durante mucho tiempo, los dispositivos eran tan inmaduros que no se podían poner dos dispositivos de cinco qubit uno al lado del otro y realizar este tipo de comparación", dice Simon Benjamin, físico de la Universidad de Oxford en el Reino Unido. , que no está afiliado al estudio. "Es una señal de que esta tecnología está madurando".

La alineación de la computadora cuántica

Las dos computadoras en competencia están hechas de dos configuraciones completamente diferentes, por lo que es especialmente intrigante para los científicos probar cuál de las dos es mejor. Una computadora que pertenece a la Universidad de Maryland. Su configuración se basa en un sistema de iones atrapados. En él, cinco iones de iterbio se mantienen en su lugar mediante una fuerte trampa electromagnética. Los iones son accionados por láseres para realizar los algoritmos programados.

Por otro lado, está la computadora de IBM con una configuración completamente diferente. Por el contrario, la computadora de IBM se basa en múltiples bucles superconductores que realizan algoritmos utilizando señales de microondas. Su computadora es también la primero en la historia ser de acceso público a través de la computación en nube. Su capacidad para ser programado por usuarios en línea fue la razón por la que se pudo realizar el experimento.

Cómo funcionan las computadoras cuánticas

A diferencia de las computadoras clásicas, las computadoras cuánticas se basan en qubits en lugar del bit más comúnmente utilizado. Las computadoras tradicionales usan transistores que operan en binario, un sistema que se basa en unos y ceros. Los bits cuánticos (o qubits) pueden representar uno, cero o ambos uno y cero simultáneamente, una propiedad mejor conocida como superposición. Las cosas que existen en superposiciones tienen la misma probabilidad de estar en múltiples posiciones en un momento determinado.

La superposición de una computadora cuántica no permite que los qubits se expliquen por la parte individual (activada o desactivada), sino más bien por el sistema en su conjunto: qué está haciendo, dónde lo está haciendo y qué debe hacer. . Esto se conoce como entrelazamiento, donde una pieza de información se basa directamente en exactamente lo que está haciendo otro bit en ese mismo instante, a diferencia de las computadoras clásicas donde los cálculos se realizan en un tren singular. Se pueden realizar cálculos más complejos con este nuevo fenómeno para volver a imaginar lo que pueden hacer las computadoras.

Los resultados

En las pruebas, las computadoras pudieron realizar operaciones con diferente éxito. Los algoritmos que se llevaron a cabo eran completamente ciegos al hardware subyacente. En este experimento, la computadora de iones mantuvo una tasa de éxito del 77,1 por ciento. Sin embargo, la computadora de IBM solo podía operar los mismos algoritmos con una precisión del 35,1 por ciento. La prueba confirmó que la computadora de iones es más efectiva de manera más constante con el algoritmo dado. Sin embargo, la computadora de IBM puede funcionar más rápido.

Los resultados se publicaron recientemente la semana pasada en arXiv.

El futuro de la computación cuántica

Las superposiciones son increíblemente delicadas. Simplemente observarlos puede arruinar sus propiedades por completo. El mayor desafío en este momento es desarrollar un sistema que pueda ejecutar algoritmos de manera confiable y precisa.

"Si tiene suficiente coherencia, no importa cuánto tiempo pueda llevar la operación completa de su algoritmo".

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Escrito por Maverick Baker

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