agosto 16, 2022

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Los investigadores han capturado la ‘supremacía cuántica’ de Google usando supercomputadoras regulares – TechCrunch

De vuelta en 2019, Google anunció con orgullo Han logrado lo que los investigadores de computación cuántica han buscado durante años: evidencia de que la tecnología esotérica puede superar a los métodos convencionales. Pero esta evidencia de «supremacía cuántica» está siendo cuestionada por investigadores que afirman que se adelantaron a Google en una supercomputadora relativamente común.

Para ser claros, nadie dice que Google mintió o malinterpretó su trabajo: la investigación minuciosa e innovadora que condujo a su declaración de supremacía cuántica en 2019 sigue siendo muy importante. Pero si este nuevo documento es correcto, la competencia de computación clásica versus cuántica sigue siendo un juego de cualquiera.

Podrías Lea la historia completa de cómo Google lo llevó de la teoría a la realidad en el artículo original, pero aquí está la versión muy corta. Las computadoras cuánticas como Sycamore no son mejores que las computadoras clásicas en nada todavía, con la posible excepción de una tarea: simular una computadora cuántica.

Suena como un proceso condicional, pero el objetivo de la supremacía cuántica es demostrar la aplicabilidad de este método al encontrar una tarea muy específica y exótica que puede hacer incluso mejor que la supercomputadora más rápida. Porque esto pone un pie cuántico en la puerta para expandir esta biblioteca de tareas. Tal vez eventualmente todas las tareas sean más rápidas en cantidad, pero para los propósitos de Google en 2019, solo hubo una, y mostraron el cómo y el por qué con gran detalle.

Ahora, un equipo de la Academia de Ciencias de China dirigido por Pan Zhang ha publicado un artículo que describe una nueva técnica para simular una computadora cuántica (específicamente, los patrones de ruido específicos que coloca) que parece tomar una fracción del tiempo estimado de una computación clásica. para hacerlo en 2019.

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No soy ni experto en computación cuántica ni profesor de física estadística, solo puedo dar una idea general de la técnica Zhang et al. usó. Plantearon el problema como una gran red 3D de tensores, con 53 qubits en sicómoro representados por una red de nodos, extruidos 20 veces para representar los 20 ciclos por los que pasaron las puertas de sicómoro en la simulación. Las relaciones matemáticas entre estos tensores (cada uno con su propio conjunto de vectores correlacionados) se calcularon utilizando un conjunto de 512 GPU.

Ilustración del artículo de Zhang que muestra una representación visual de la matriz de tensores 3D que usaron para simular los procesos cuánticos de un tensor de sicómoro. Créditos de la imagen: Pan Zhang et al.

En el trabajo de investigación original de Google, se estimó que tomaría alrededor de 10,000 años ejecutar esta escala de simulación en la supercomputadora más poderosa disponible en ese momento (la cumbre en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge), aunque esto es evidente, esta fue su estimación. de 54 qubits. 25 ciclos 53 qubits 20 funciona considerablemente menos complejo pero tomará algunos años a su discreción.

El grupo de Zhang afirma haberlo hecho en 15 horas. Y si tuvieran acceso a una supercomputadora adecuada como Summit, podría hacerlo en unos segundos, más rápido que Sycamore. Su artículo se publicará en Physical Review Letters. Puedes leerlo aquí (PDF).

Estos resultados no han sido completamente examinados ni replicados por quienes están familiarizados con este tipo de cosas, pero no hay motivo para creer que se trata de algún tipo de error o engaño. Incluso Google ha admitido que la varita se puede pasar de un lado a otro varias veces antes de que el dominio esté firmemente arraigado, ya que es extremadamente difícil construir y programar computadoras cuánticas mientras el hardware y el software tradicionales se mejoran constantemente. (Otros en el mundo cuántico se mostraron escépticos de sus afirmaciones al principio, pero algunos son competidores directos).

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Google proporcionó el siguiente comentario para reconocer el progreso aquí:

Dijimos en nuestro artículo de 2019 que los algoritmos clásicos mejorarían (de hecho, Google inventó el método utilizado aquí para simular circuitos aleatorios en 2017 y los métodos de intercambio de fidelidad para costos computacionales en 2018 y 2019), pero el punto clave es que la tecnología cuántica es mejorando exponencialmente más rápido. Por lo tanto, no creemos que este enfoque clásico pueda seguir el ritmo de los circuitos cuánticos en 2022 y más allá, a pesar de las mejoras significativas en los últimos años.

Como el científico cuántico de la Universidad de Maryland Dominik Hangleiter la ciencia dijoEsto no es un ojo morado para Google o un golpe de gracia tuyo en general de ninguna manera: «El Experimento de Google ha hecho lo que se suponía que debía hacer, comienza esta carrera».

Google puede responder con nuevas afirmaciones propias, que tampoco han sido consistentes. Pero el hecho de que incluso sea competitivo es una buena noticia para todos los involucrados; Esta es un área emocionante de la informática y el trabajo como Google y Zhang continúa elevando el nivel para todos.