WASHINGTON. Google quiere que la NASA le ayude a demostrar la supremacía cuántica en cuestión de meses, según un Acuerdo de la Ley del Espacio obtenido por MIT Technology Review.
La supremacía cuántica es la idea, hasta ahora no demostrada, de que una computadora cuántica suficientemente poderosa podrá completar ciertos cálculos matemáticos que las supercomputadoras clásicas no pueden. Demostrar que sería un gran problema porque podría impulsar un mercado para dispositivos que algún día podrían descifrar códigos previamente irrompibles, mejorar la inteligencia artificial, mejorar los pronósticos meteorológicos o modelar interacciones moleculares y sistemas financieros con exquisito detalle.
El acuerdo, firmado en julio, pide a la NASA que «analice los resultados de los circuitos cuánticos ejecutados en los procesadores cuánticos de Google, y … proporcione comparaciones con la simulación clásica para respaldar a Google en la validación de su hardware y establecer una línea de base para la supremacía cuántica».
Google confirmó a MIT Technology Review que el acuerdo cubría su último chip cuántico de 72 qubit, llamado Bristlecone. Donde las computadoras clásicas almacenan información en bits binarios que definitivamente representan 1 o 0, las computadoras cuánticas usan qubits que existen en un estado indefinido entre 1 y 0. Para algunos problemas, usar qubits debería proporcionar rápidamente soluciones que podrían demorar mucho más en computar las computadoras clásicas .
El físico John Martinis, quien lidera el esfuerzo de computación cuántica de Google, cree que Bristlecone es capaz de alcanzar la supremacía cuántica. No todos están de acuerdo. En mayo, los investigadores de la División de Infraestructura de Datos y Tecnología de Búsqueda de Alibaba publicaron un artículo que sugiere que las computadoras clásicas que ejecutan simulaciones podrían igualar su rendimiento, y que los chips cuánticos con menores tasas de error podrían ser necesarios.
Daniel Lidar, director del Centro de Ciencia y Tecnología de la Información Cuántica de la Universidad del Sur de California, también tiene dudas. «Parece que sería necesaria alguna forma adicional de supresión de errores», dijo a MIT Technology Review. “Además, los métodos de simulación clásicos han elevado el listón varias veces en los últimos años, y es muy probable que esta tendencia continúe. Sin embargo, no descartaría una demostración de supremacía cuántica utilizando el sistema de Bristlecone [de Google] «.
La asociación no informada previamente de Google con la NASA es un esfuerzo explícito para «[demostrar la] viabilidad y potencial del procesador». Aunque Google no pagará nada a la NASA por las pruebas, la agencia ha puesto un precio de US$680,000 en su propio trabajo para el proyecto, dice el trabajo firmado por Mark Harris.
Debido a que Bristlecone requiere circuitos superconductores mantenidos a una temperatura cercana al cero absoluto, no se puede mover de los laboratorios de Google. En cambio, los investigadores del Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica (QuAIL) en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley se conectarán a Bristlecone en línea, a través del servicio Cloud API de Google. Google también compartirá el software actual que permite a las computadoras clásicas simular circuitos cuánticos, para que la NASA pueda desarrollarlo y mejorarlo.
Juntas, las dos organizaciones trabajarán en la manera de asignar «una amplia gama de problemas de muestreo y optimización» al sistema de computación cuántica de modelo de puerta de Bristlecone. A principios del próximo año, cuando hayan acordado los problemas y los objetivos iniciales para la simulación, la NASA codificará el software necesario para ejecutar esas simulaciones en su supercomputadora Pleiades a escala petaflop, también ubicada en Ames. Pleiades es la supercomputadora más poderosa de la NASA, actualmente clasificada entre las 25 mejores del mundo.
Alrededor de julio del próximo año, a 12 meses de la firma del contrato, la NASA «comparará los resultados de la simulación clásica de circuitos cuánticos con los resultados del hardware de Google».
Si las cosas no salen según lo planeado, el acuerdo de Google tiene un término de cinco años dentro del cual «la NASA proporcionará más mapeos, técnicas de simulación de circuitos mejoradas, compilaciones más eficientes [y] resultados de simulaciones de circuitos». Google le dará a QuAIL acceso a su cantidad Procesador y software hasta al menos 2023.
La NASA no pudo responder de inmediato a las solicitudes de comentarios.
Esta no es la primera incursión de Google en computación cuántica con la NASA. En 2013, trabajaron juntos para instalar en Ames un recocido cuántico hecho por la empresa de computación cuántica D-Wave. Esa máquina se actualizó posteriormente en 2017, asegura Harris.
En última instancia, Google quiere que su software de computación cuántica para simulación, optimización y aprendizaje automático se comparta más ampliamente. «La intención de Google es lanzar su Kit de desarrollo de software (SDK) para usar los procesadores cuánticos de forma abierta», afirma el acuerdo.
Esto probablemente se refiera a Cirq, el software de código abierto para crear circuitos cuánticos que Google anunció este verano. Google dijo entonces que planeaba que Bristlecone estuviera disponible en la nube, con Cirq como su interfaz. D-Wave, IBM y Rigetti ya tienen servicios de nube cuántica disponibles para los investigadores.
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