Sycamore es la computadora cuántica más poderosa que actualmente posee Google. Debido a la peculiaridad de los qubits, sus unidades básicas de información, es capaz de resolver en 200 segundos una tarea que a un superordenador convencional le tomaría 10 mil años realizar. Debido a esto, Google proclama que Sycamore posee “supremacía cuántica”, un concepto formal de la informática que describe a sistemas de computación cuántica que son capaces de realizar procesamientos imposibles no ya para ciertos ordenadores convencionales, sino para cualquier sistema basado de computación tradicional.

Un nuevo esfuerzo por parte de científicos chinos acaba de poner en duda la supremacía cuántica de Google. En tan solo 14.22 segundos, un innovador sistema de computación paralela resolvió un problema al que a Sycamore le tomó 600 segundos. Utilizaron como base los bits como un ordenador convencional, contaron con 2304 unidades de procesamiento gráfico (GPU), y ahorraron energía en el proceso. La investigación, que todavía no ha sido revisada por pares, está disponible a través de una preimpresión en el servidor Arxiv.

Las computadoras cuánticas todavía no con las herramientas esperadas

Las computadoras cuánticas se consideran más rápidas para procesar información compleja debido a la naturaleza de los qubits o bits cuánticos. Mientras que los bits tradicionales utilizan uno de dos valores lógicos asignados (1 o 0), los qubits aprovechan las propiedades cuánticas de las partículas para operar con unidades de información no definidas (valores que probablemente son 1 o 0, son definición absoluta). Por lo tanto, las computadoras de esa naturaleza son exponencialmente más veloces y capaces en comparación con las que utilizan bits.

A pesar de su prometedor potencial, la computación basada en qubits no es una tecnología que se normalizará pronto. Resulta extremadamente costosa tanto en su desarrollo como en su construcción y mantenimiento. Además, requiere entornos controlados para evitar interferencias, ruido y efectos cuánticos como la decoherencia. Por esta razón, algunos investigadores consideran que es necesario que la computación convencional continúe su desarrollo y rompa sus propios límites estructurales.

Los investigadores coinciden en que las computadoras cuánticas permitirán grandes avances en un futuro lejano. Sin embargo, hasta el momento no se ha encontrado un uso práctico generalizado para esa clase de tecnología. Para hacerle frente a la situación, Google lanzó recientemente un concurso de cinco millones de dólares para los participantes que presenten el mejor proyecto de aplicación útil utilizando Sycamore o cualquier otro ordenador basado en qubits.

561 petaFlops de potencia máxima sin qubits

Desde que Sycamore superó a las supercomputadoras por 10 mil años, las empresas y equipos tecnológicos han trabajado para reducir la brecha. La computación convencional solo puede ejecutar una operación a la vez debido a la naturaleza del bit, pero puede multiplicar el número de operaciones en paralelo de manera “práctica” gracias a las unidades de procesamiento gráfico (GPU). En 2022, la técnica de procesamiento de datos distribuida logró resolver el famoso problema de Sycamore en 15 horas con la ayuda de 512 CPU conectadas entre sí.

Los expertos en la materia se han encontrado con un cuello de botella en la resolución de problemas dentro de las computadoras. No basta con simplemente conectar granjas de GPUs para distribuir el procesamiento de datos. Es imperativo diseñar técnicas que ayuden a las computadoras a comprender enormes volúmenes de datos para su fácil “digestión”. Así surgieron las redes tensoriales de gran escala. Estas son herramientas utilizadas para modelar y analizar datos multimensionales mediante la categorización de sus propiedades.

El trabajo liderado por Rong Fu optimizó las redes tensoriales de una supercomputadora con 2,304 GPU. Según el documento, con el método se alcanzó una potencia de cálculo máxima de 561 petaFLOPS (561 seguido de 15 ceros). Un FLOP representa una operación matemática por segundo, y un petaFLOP equivale a mil billones de operaciones por segundo. Gracias a ello, el problema de Sycamore fue resuelto en solo 14.22 segundos con un consumo de energía de 2.39 kWh. En contraste, Google necesitó 4.3 kWh de energía para resolver la misma operación en 600 segundos.

Fuentes:

https://es.wired.com/articulos/computadora-cuantica-de-google-humillada-por-ordenadores-convencionales