Los ordenadores cuánticos están llamados a cambiar el mundo, pero sus altas capacidades tienen tantos límites que la computación clásica se sigue usando para casi todo. Ahora, un estudio ha demostrado por primera vez de forma verificable que son capaces de solucionar problemas que no están al alcance de los modelos tradicionales, ni siquiera superordenadores.
Mientras que todos los ordenadores tradicionales funcionan con bits basados en ceros y unos, los modelos cuánticos operan mediante bits cuánticos, o cúbits, que pueden tener una superposición de ambos valores y que solo se puede determinar cuando se mide a posteriori.
Esto, que permite una potencia teórica muy por delante de los ordenadores convencionales, da también muchos problemas a quienes los utilizan a día de hoy, sobre todo por la gran dificultad de comprobar los resultados obtenidos mediante equipos clásicos, que aún se trabaja para solucionar.
En una nueva investigación, realizada por los expertos Marcello Benedetti y Harry Buhrman en el centro Quntinuum de Reino Unido, y que se ha publicado ahora en la revista científica Nature Communications, se ha diseñado un nuevo problema que va más allá de las capacidades de los ordenadores clásicos, pero que es verificable.
Y la principal conclusión es que, pese a las limitaciones que sigue habiendo en los ordenadores cuánticos, estos pudieron no solo superar el problema con facilidad, sino hacerlo con un rendimiento que se va incrementando respectivamente con respecto a los límites ya conocidos de los modelos clásicos.
Un problema basado en la superposición
El test desarrollado por Benedetti y Buhrman es especialmente efectivo porque se centra precisamente en la característica que separa el funcionamiento de los cúbits cuánticos de los normales: la superposición.
Esto fue posible mediante un juego basado en la técnica conocida como muestreo de complementos, en el que se formula un problema A y no se le dan al ordenador las respuestas para este, sino para otro problema B. Un ordenador tradicional no sabe responder a esta respuesta y tiene unos límites matemáticos claramente definidos, pero en teoría uno cuántico, sí.
Esta prueba ha demostrado que, a medida que se incrementa el número de bits y por tanto la dificultad del problema, la brecha entre los ordenadores cuánticos y los clásicos se va haciendo cada vez más grande, como se pudo ver en el sistema de 55 cúbits en el que se realizó el experimento.
Esto ha hecho que los autores describan su descubrimiento como «violación incondicional y exponencialmente grande de la computación clásica«.
Pese a todo, el problema ha demostrado que los ordenadores cuánticos aún tienen límites, ya que los resultados no llegaron a alcanzar el máximo teórico en la mayoría de ocasiones debido al ruido generado por las limitaciones del hardware, pero sí superar de forma continua el rendimiento de los modelos convencionales.
Además de proporcionar una nueva forma de verificar el rendimiento de los ordenadores cuánticos, el estudio también es relevante porque detecta algunas de las causas que pueden estar limitando a nivel de hardware este tipo de computación.
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