China deja atrás al resto del mundo con su nuevo ordenador cuántico

El pulso que mantienen China y EEUU por el dominio de la computación cuántica sigue inclinándose en favor de los asiáticos. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei, asegura que su último ordenador cuántico experimental ha sido capaz de solucionar un complicadísimo problema matemático en una millonésima de segundo, un cálculo para el que el superordenador más rápido del mundo hubiera empleado 20.000 millones de años.

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El nuevo ordenador cuántico se llama JiuZhang 3 y es la tercera generación de la serie creada por el equipo del prestigioso investigador Jian-Wei Pan. Este ordenador cuántico experimental es capaz de realizar cálculos un millón de veces más rápido que su inmediato predecesor, según el artículo que han publicado los investigadores en la revista revisada por pares Physical Review Letters del que se ha hecho eco el South China Morning Post.

Pan, investigador al que la prestigiosa revista científica Nature calificó como el "padre de lo cuántico" cuando le nombró uno de los 10 grandes científicos de 2017, ya ha batido varios récords de velocidad con las anteriores versiones del JiuZhang y con la serie de ordenadores Zuchongzhi, cuya segunda iteración destrozó todos los récords de velocidad a finales de 2021 resolviendo problemas computacionales un millón de veces más rápido que la computadora cuántica más rápida de los Estados Unidos, la Google Sycamore de 53 cúbits (aunque en su última versión tiene 70).

Computación a la velocidad de la luz

Los ordenadores cuánticos JiuZhang utilizan fotones (las partículas de la luz) como medio físico para realizar sus cálculos, donde cada uno de ellos lleva un cúbit, la unidad básica de la información cuántica. La tercera generación de este ordenador experimental lleva 255, superando a las versiones anteriores con 76 y 113.

El JiuZhang pertenece a los ordenadores cuánticos fotónicos, como lo es también el de la compañía canadiense Xanadú, que se hizo famosa gracias a su procesador cuántico Aurora, con 216 fotones. Esta tecnología es diferente a la de usan los populares ordenadores cuánticos de cúbits superconductores como los de Google o IBM. Estos ordenadores están fabricados normalmente con materiales superconductores que necesitan mantenerse a temperaturas criogénicas para funcionar y que utilizan diminutos circuitos eléctricos para producir y manipular cúbits.

Para probar la velocidad del JiuZhang 3, el equipo de Pan le hizo resolver un problema con la mayor complejidad basado en el muestreo de bosones gaussianos que simula el comportamiento de las partículas de luz cuando atraviesan un laberinto de cristales y espejos y que se utiliza habitualmente para medir la velocidad de estos potentes sistemas. Según los investigadores, el ordenador fue capaz de procesar la tarea en una millonésima de segundo, algo que hubiera llevado más de 20.000 millones de años al Frontier, el superordenador estadounidense nombrado el más potente del mundo a mediados de 2022.

Todavía tienen errores

A pesar de sus asombrosos resultados, el JiuZhang 3 está lejos de ser un ordenador funcional. Por el momento, este modelo experimental solo puede trabajar en tareas específicas durante cortos periodos de tiempo y en un entorno protegido. Estos errores son algo común en este tipo de computadores, ya que las partículas subatómicas que intervienen en el proceso son muy sensibles a las perturbaciones del entorno donde se encuentran.

Solucionar estos errores será clave para poder aplicar esta enorme capacidad computacional a aplicaciones prácticas como el cálculo de mutaciones genéticas, la predicción de los precios de las acciones, la medición de flujos de aire en vuelos hipersónicos o la creación de una gran variedad de nuevos materiales. El propio Pan aseguró durante el lanzamiento del Jiuzhang 2, en 2021, que el equipo esperaba lograr la corrección cuántica de errores "con cuatro o cinco años de duro trabajo".