Google, en asociación con la Nasa y el Laboratorio Nacional Oak Ridge, ha demostrado la capacidad de calcular en un estado de realidad cuántica. «Nuestras misiones en las próximas décadas en la Luna, Marte y más allá están impulsadas por innovaciones como ésta», dijo Eugene Tu, director del centro de la Nasa en el Centro de Investigación Ames en Silicon Valley, California.

«La computación cuántica todavía está en sus inicios, pero este logro transformador nos dispara», añadió Eugene Tu. La computación cuántica es el estudio de cómo aprovechar las propiedades únicas de la mecánica cuántica para resolver ciertos tipos de problemas.

Potencialmente, la Nasa podría usar estas técnicas para apoyar misiones espaciales, con optimización cuántica, simulación cuántica más eficiente que respalde el diseño de materiales ligeros y robustos para naves espaciales modernas, solo por nombrar algunas aplicaciones. Este hito es el primer paso hacia ese futuro.

«Lograr la supremacía cuántica significa más», dijo Eleanor Rieffel, coautora del artículo sobre este resultado, publicado en Nature, y responsable del laboratorio de inteligencia artificial cuántica en Ames. «Y a pesar de que esto no sea absolutamente útil, es ciertamente innovador».

Estos cálculos informáticos cuánticos se denominan «circuitos cuánticos». Estas abstracciones informáticas funcionan como programas, especificando una serie de operaciones para que se ejecute el procesador cuántico.

Obtener resultados de un circuito cuántico aleatorio es difícil sin un procesador cuántico y la teoría sugiere que puede que no sea posible realizar tareas más allá de un cierto tamaño, incluso en la supercomputadora más grande imaginable. Necesitarías más unidades en el universo. Eso es lo más cerca que puede llegar a una tarea imposible, por lo que es la prueba perfecta para la supremacía cuántica.

Tanto el procesador cuántico como la supercomputadora eran más complejos que el otro. Para encontrar ese límite, los investigadores de Ames utilizaron avanzadas técnicas para simular estos cálculos aleatorios cuánticos utilizando las instalaciones de supercomputación de la Nasa. En cierto punto, incluso con todos los trucos de los expertos en Computación Cuántica y Supercomputación de la Nasa, esta «computadora dentro de una computadora» simulada no fue capaz de manejar la computación cuántica de la computadora de Google.

Electra, la poderosa supercomputadora modular de la Nasa, también se utilizó en esta colaboración con Google. La computadora cuántica de Google pudo obtener resultados alcanzando este punto de referencia. Pero, ¿cómo saber si esta salida fue correcta y si realmente se logró la supremacía cuántica? Es imposible usar una máquina tradicional que tenga un procesador cuántico que haya hecho otra cosa.

Para lograr este hito, en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Oak Ridge, Tennessee, sede de Summit, la supercomputadora más poderosa del mundo probó los resultados de la computadora cuántica que coincidían con los de Summit hasta el límite de la supremacía cuántica, y descubrieron que era cierto.