Frente a la rabiosa evolución que ha experimentado la inteligencia artificial en los últimos años, la computación cuántica mantiene un ritmo más modesto dando pequeños pero importantes pasos hacia adelante. IBM ha publicado un reciente estudio cuyos resultados posicionan a esta tecnología por encima de la clásica. Esta misma empresa trabaja con el País Vasco en España en un proyecto que no ha recibido buenas críticas del Gobierno nacional.

La computación cuántica se acerca lenta pero segura a ese futuro en el que sus ordenadores permitan resolver complejos problemas que ni máquinas ni humanos han resulto hasta el momento a gran escala. Un equipo de científicos de IBM ha descrito en un artículo en la revista Nature sus resultados en una importante prueba de física, al parecer, más rápido y preciso que un superordenador clásico. 

Investigadores de la Universidad de California Berkley han ayudado al equipo a comparar los cálculos obtenidos con los que ya es posible conseguir con la informática clásica, estos académicos se sorprendieron ante la capacidad de la computación cuántica, según indica The New York Times. 

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Sin estar aún preparados para proclamar la supremacía cuántica, como hizo Google hace años sin mucho éxito, IBM ha querido demostrar la utilidad de esta nueva tecnología en aplicaciones que ya se usan en física, además de avanzar en el diseño de un algoritmo cuántico serio y la mitigación de errores. Estas correcciones, a largo plazo, deberían servir para acelerar la llegada de esta tecnología en muchos casos de uso.

Buscando la utilidad

En 2019 Google afirmó haber logrado la "Supremacía cuántica", el momento en el que un ordenador cuántico superará en rapidez a uno convencional. Una afirmación que fue rechazada por la competencia y diferentes expertos en la materia al considerar que el problema realizado era artificial, es decir, sin aplicación práctica en ningún campo. Además, investigadores chinos le quitaron importancia al resultado al conseguir el mismo cálculo en una supercomputadora no cuántica en poco más de cinco minutos.

IBM Q System One, el primer ordenador cuántico comercial IBM IBM

Dentro de la comunidad científica se le daba más importancia a la llamada ventaja cuántica, momento en el que esta tecnología resuelva problemas de forma más eficiente que los superordenadores clásicos. Ahora IBM celebra otro hito que ha querido rebautizar como "utilidad cuántica", pues afirman que su prueba es más interesante para los físicos.

La prueba se ha enfocado en el modelo de Ising con el que se estudian funciones magnéticas. Para ello, han utilizado un procesador cuántico con 127 qubits para simular el comportamiento de 127 imanes de barra a escala atómica, tamaño lo suficientemente pequeño para que se comporten según las complejas reglas de la física cuántica. Se trata de un problema simple, pero cuya escala es demasiado compleja para ser resuelto por el mayor superordenador del mundo. 

Mitigando errores

Un modelo de Ising con 127 imanes de barra es demasiado grande, con demasiadas configuraciones posibles, para la tecnología actual. Los algoritmos clásicos pueden producir respuestas aproximadas con una técnica similar a la compresión en imágenes JPEG, la cual descarta datos menos cruciales para reducir el tamaño del archivo sin distorsionarlo en exceso.

No obstante, a la computación cuántica aún le queda un amplio camino por delante para mitigar los errores que genera el ruido cuántico. El ordenador de IBM tardó menos de una milésima de segundo en completar el cálculo, aunque no fuera confiable por las fluctuaciones que se generan en esa escala atómica.

Circuitos del ordenador cuántico de Google Google Google

La parte positiva es que es posible mitigar esos errores, repitiendo el cálculo y analizando el ruido para eliminarlo. "Una vez que tengamos los resultados de estos diferentes niveles de ruido, podemos extrapolar a cuál habría sido el resultado en ausencia de ruido", ha dicho Abhinav Kandala a NYT, gerente de capacidades cuánticas y demostraciones en IBM Quantum y autor del artículo de Nature que han titulado como "Evidencia de la utilidad de la computación cuántica antes de la tolerancia a fallos"

En total, la computadora realizó el cálculo 600.000 veces, convergiendo en una respuesta para la magnetización total producida por los 127 imanes de barra. Tanto el algoritmo cuántico como el clásico coincidieron en los ejemplos más simples, pero allí donde las soluciones eran más complejas y diferían, fue el cuántico, el que generó el resultado correcto.

De todas formas, no está claro que la nueva computación sea la ganadora indiscutible.  La Universidad de California está agregando una mitigación de errores en el algoritmo clásico que podría superar en rendimiento al cuántico. La supremacía, ventana o como se quiera llamara, sigue sin a la espera, pero cada paso, por pequeño que sea ayuda a alcanzar la meta.

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