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La gran promesa de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica es la posibilidad de realizar c\u00e1lculos de una complejidad tal que no puede ser asumida por los ordenadores convencionales. Los f\u00edsicos saben desde hace tiempo que\u00a0un ordenador cu\u00e1ntico de s\u00f3lo 50 c\u00fabits podr\u00eda derrotar incluso a las supercomputadoras m\u00e1s poderosas del mundo.<\/strong><\/p>\nPero superar los l\u00edmites de la computaci\u00f3n convencional, lograr la supremac\u00eda cu\u00e1ntica, como lo llaman los f\u00edsicos,\u00a0est\u00e1 siendo ser m\u00e1s dif\u00edcil de lo esperado. Los estados cu\u00e1nticos son muy delicados<\/strong>: un estornudo y desaparecen. Por este motivo los f\u00edsicos se han visto empantanados ante las dificultades pr\u00e1cticas de aislar del mundo exterior a los ordenadores cu\u00e1nticos y su maquinaria de procesamiento. Como resultado, la supremac\u00eda cu\u00e1ntica parece estar tan lejos como siempre.<\/p>\n Pero puede haber otra manera de demostrar la supremac\u00eda cu\u00e1ntica que no requiera un ordenador cu\u00e1ntico general para ejecutar varios algoritmos cu\u00e1nticos. En su lugar,\u00a0los f\u00edsicos han empezado a jugar con sistemas cu\u00e1nticos centrados en una \u00fanica tarea<\/strong>. Si pueden demostrar que esta tarea supera la capacidad de cualquier computadora convencional, entonces habr\u00e1n demostrado la supremac\u00eda cu\u00e1ntica por primera vez. Lo que no est\u00e1 claro es c\u00f3mo hacerlo.<\/p>\n El investigador de la Universidad de California Santa Barbara (EEUU)\u00a0 Charles Neill y el de Google Pedram Roushan, afirman que saben c\u00f3mo lograr la supremac\u00eda cu\u00e1ntica, y\u00a0han demostrado con \u00e9xito por primera vez una prueba de concepto de la m\u00e1quina.\u00a0<\/strong>Su trabajo plantea la posibilidad de que s\u00f3lo falten unos meses para la primera demostraci\u00f3n de la supremac\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n Primero algunos antecedentes. La gran ventaja de los c\u00fabits sobre los bits ordinarios es que pueden existir en una superposici\u00f3n de estados. As\u00ed, mientras que un bit ordinario puede ser un 1 o un 0, un c\u00fabit puede ser un 1 y 0 al mismo tiempo. Esto significa que dos c\u00fabits pueden representar cuatro n\u00fameros al mismo tiempo, tres c\u00fabits pueden representar ocho n\u00fameros, y, nueve c\u00fabits, 512 n\u00fameros simult\u00e1neamente. En otras palabras,\u00a0su capacidad aumenta exponencialmente.<\/strong><\/p>\n Por eso no hacen falta muchos c\u00fabits para superar a los ordenadores convencionales.\u00a0Con s\u00f3lo 50 c\u00fabits se pueden representar 10.000.000.000.000.000 n\u00fameros.<\/strong>\u00a0Una computadora cl\u00e1sica requerir\u00eda del orden de un petabyte de memoria para almacenar ese n\u00famero.<\/p>\n As\u00ed que una manera de alcanzar la supremac\u00eda cu\u00e1ntica es crear un sistema que pueda soportar 49 c\u00fabits en una superposici\u00f3n de estados. Este sistema no necesita realizar c\u00e1lculos complejos, solo tiene que ser capaz de explorar de manera fiable el espacio completo de una superposici\u00f3n de 49 c\u00fabits. As\u00ed que\u00a0la meta de Neill y Roushan es crear una superposici\u00f3n de 49 cubits.<\/strong><\/p>\n Es m\u00e1s f\u00e1cil decirlo que hacerlo. Pero\u00a0el trabajo que acaban de presentar es una demostraci\u00f3n de prueba de concepto<\/strong>. Su enfoque es sencillo. Los c\u00fabits son objetos cu\u00e1nticos que pueden existir en dos estados al mismo tiempo, y hay muchas maneras de hacerlos. Por ejemplo: los fotones pueden ser polarizados tanto vertical como horizontalmente al mismo tiempo; los n\u00facleos at\u00f3micos pueden girar con su eje hacia arriba y hacia abajo al mismo tiempo; los electrones pueden viajar a lo largo de dos trayectorias al mismo tiempo. Los f\u00edsicos est\u00e1n experimentando con todos estos sistemas para la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica.<\/p>\n Pero Neill y Roushan han elegido otra ruta.\u00a0Su sistema cu\u00e1ntico se basa en un c\u00fabit superconductor.<\/strong>\u00a0En esencia se trata de un bucle de metal enfriado a baja temperatura. Si se establece una corriente que fluya a trav\u00e9s de este bucle, fluir\u00e1 para siempre; un fen\u00f3meno cu\u00e1ntico conocido como superconductividad.<\/p>\n Esta naturaleza cu\u00e1ntica permite un peque\u00f1o truco:\u00a0la corriente puede fluir en una direcci\u00f3n y en la otra al mismo tiempo.<\/strong>\u00a0Y esto es lo que le permite actuar como un c\u00fabit que puede representar simult\u00e1neamente un 0 y un 1.<\/p>\n La gran ventaja de\u00a0los c\u00fabits superconductores es que son relativamente f\u00e1ciles de controlar y medir.\u00a0<\/strong>Tambi\u00e9n se pueden vincular entre ellos si se colocan varios bucles uno al lado del otro en un chip. Esta vinculaci\u00f3n entre los vecinos es m\u00e1s dif\u00edcil y requiere de otro truco. El flujo de corriente en una direcci\u00f3n u otra es s\u00f3lo una configuraci\u00f3n de baja energ\u00eda. Pero es posible a\u00f1adir m\u00e1s energ\u00eda y otros estados. Son estos estados de energ\u00eda superior los que pueden interactuar entre s\u00ed, creando superposiciones mayores. De esta manera, los bucles vecinos pueden compartir un mismo estado mucho m\u00e1s complejo.<\/p>\n El experimento de prueba de concepto que Neill, Roushan y sus colaboradores han logrado consiste en hacer\u00a0un chip con nueve lazos vecinos y mostrar que los c\u00fabits superconductores que soportan pueden representar 512 n\u00fameros simult\u00e1neamente.<\/strong><\/p>\n No es ni de cerca el n\u00famero de c\u00fabits necesarios para la supremac\u00eda cu\u00e1ntica, pero el experimento parece sugerir que ser\u00e1 posible.<\/p>\n El gran temor entre los f\u00edsicos es que\u00a0no son s\u00f3lo los n\u00fameros, sino tambi\u00e9n los errores, los que aumentan exponencialmente<\/strong>\u00a0en estos sistemas cu\u00e1nticos. Si los errores aumentan con demasiada rapidez, inundar\u00e1n el sistema, haciendo imposible la supremac\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n El resultado clave de este experimento es mostrar que los errores no escalan r\u00e1pidamente en estos chips superconductores. En cambio,\u00a0la investigaci\u00f3n demuestra que los errores aumentan lentamente,\u00a0<\/strong>de una manera que deber\u00eda permitir la superposici\u00f3n significativa de hasta 60 c\u00fabits. “Estos resultados proporcionan indicios prometedores de que la supremac\u00eda cu\u00e1ntica puede ser alcanzable con la tecnolog\u00eda existente”, dicen los investigadores.<\/p>\n Es un trabajo interesante. Se sugiere claramente que\u00a0la supremac\u00eda cu\u00e1ntica deber\u00eda ser posible con un chip que tenga 50 bucles superconductores en lugar de s\u00f3lo nueve<\/strong>. Hacer un chip de este tipo deber\u00eda ser sencillo; de hecho, es dif\u00edcil no pensar que el equipo no est\u00e1 trabajando ya en uno.<\/p>\n Con una salvedad importante. Un chip de 50 c\u00fabits solo ser\u00e1 posible si los errores contin\u00faan escalando tal y como demuestra la investigaci\u00f3n. Y eso plantea una pregunta importante. El equipo afirma que los errores escalan a medida que el n\u00famero de c\u00fabits aumenta de cinco a nueve. Pero,\u00a0\u00bfescalar\u00e1n de la misma manera los errores seg\u00fan aumenten los c\u00fabits de nueve a 50?<\/strong><\/p>\n Si no lo hacen, la supremac\u00eda cu\u00e1ntica est\u00e1 a\u00fan muy lejos. Pero\u00a0si lo logran, este equipo espera proclamar la supremac\u00eda cu\u00e1ntica en los pr\u00f3ximos meses.<\/strong>\u00a0As\u00ed que Neill, Roushan y su equipo estar\u00e1n ahora mismo trabajando duro para responder esa pregunta. Esperamos poder contar sus resultados.<\/p>\n