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IBM Acaba De Lograr Un Paso 'Imposible' En La Computación Cuántica

 En la carrera por construir una computadora cuántica que funcione, IBM acaba de superar a Google, con un paso que los investigadores anteriormente pensaban que era imposible. La compañía ha simulado una computadora cuántica con 56 qubits en una computadora clásica.

IBM acaba de lograr un paso 'imposible' en la computación cuántica

Simular algo más de 49 qubits en una computadora clásica se pensó que era imposible debido a la memoria limitada que las computadoras clásicas tienen en comparación con sus contrapartes cuánticas. Debido a la diferencia entre la computación clásica y la cuántica, cada vez que agrega un qubit a una simulación, aumenta exponencialmente la memoria necesaria en la simulación clásica.

Pero ahora, IBM tiene una simulación de una computadora cuántica de 56. "IBM empujó los límites"  , dijo a New Scientist Itay Hen de la Universidad del Sur de California "Va a ser mucho más difícil para las personas que utilizan dispositivos cuánticos exhibir la supremacía [cuántica]".

No solo esto, sino que la nueva simulación ha logrado reducir drásticamente la cantidad de memoria utilizada en los esfuerzos anteriores. Una simulación de 45 qubit en el Instituto de Tecnología de Zúrich, revelada en julio de este año, tomó 500 terabytes de memoria, mientras que el último intento de IBM solo tomó 4.5. Esto es gracias a un gran avance en el pensamiento, relacionado con la forma en que funcionan las computadoras cuánticas.

En informática, la información se almacena en "bits" en el estado 1 o 0, como un interruptor de luz encendido o apagado. Por el contrario, en la computación cuántica, la unidad de información puede ser 1 o 0, o una superposición de los dos estados.

Piense en ello como una esfera, con un 1 escrito en el polo norte y un 0 en el sur. Se puede encontrar un bit clásico en cualquier polo, pero un bit cuántico, o qubit, se puede encontrar en cualquier punto de la superficie de la esfera. Antes de medir un qubit, puede ser 0 y 1 al mismo tiempo, hasta que se mida.

Computadora cuántica

“Mi momento aparentemente intrascendente llegó una noche mientras lavaba los platos y usaba un cepillo de cerdas para limpiar un vaso alto”, dijo Edwin Pednault de IBM. "De repente se me ocurrió que si uno mira las puertas aplicadas a un qubit dado en un circuito de cuadrícula, las puertas forman un patrón de cepillo de cerdas donde las cerdas son las puertas entrelazadas que se están aplicando a ese qubit".

Luego tomó esta idea y la aplicó a la simulación de qubits. 

“Matemáticamente, ese 'cepillo de cerdas' de puertas corresponde a un tensor y las cerdas a índices de tensores. Un tensor en matemáticas corresponde esencialmente a una matriz n-dimensional en informática ".

Básicamente, en lugar de usar un número para representar un qubit, el equipo de IBM comenzó a usar tensores: tablas multidimensionales con más ejes que solo filas y columnas. Esto les da mucho más espacio para introducir información.

Pednault espera que esto ayude a allanar el camino para el funcionamiento de las computadoras cuánticas.

"A medida que avanza la tecnología de los dispositivos, entraremos en un período de ventaja cuántica en el que una amplia gama de empresas, científicos e ingenieros harán un uso completo del hardware y el poder de  la computación cuántica  para continuar resolviendo problemas cada vez más difíciles y complejos", dijo. dice. Pero seguirá siendo necesario realizar simulaciones.

"Durante esta fase de ventaja cuántica,  se necesitarán capacidades de simulación avanzadas  para respaldar tanto la investigación como el desarrollo de nuevos algoritmos cuánticos, así como el avance de la tecnología del dispositivo en sí".

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