En un logro histórico para la computación cuántica, investigadores han demostrado el tan buscado 'santo grial' del campo: una aceleración exponencial sobre las computadoras clásicas que no requiere suposiciones ni condiciones especiales.
El estudio revolucionario, publicado en Physical Review X, fue liderado por el profesor Daniel Lidar de la Universidad del Sur de California (USC), en colaboración con colegas de la USC y la Universidad Johns Hopkins. El equipo utilizó dos de los potentes procesadores cuánticos Eagle de 127 qubits de IBM para resolver una variación del 'problema de Simon', un rompecabezas matemático considerado precursor del algoritmo de factorización de Shor.
"Una aceleración exponencial es el tipo de mejora más dramática que esperamos ver de las computadoras cuánticas", explica Lidar, quien ostenta la Cátedra Viterbi de Ingeniería en la USC. Lo que hace que este logro sea particularmente significativo es que la aceleración es "incondicional", es decir, no depende de suposiciones no probadas sobre algoritmos clásicos.
Los investigadores superaron el mayor obstáculo de la computación cuántica —el ruido o los errores computacionales— implementando sofisticadas técnicas de mitigación de errores. Estas incluyeron desacoplamiento dinámico, optimización de transpile y mitigación de errores de medición, lo que permitió a los procesadores cuánticos mantener la coherencia el tiempo suficiente para completar los cálculos.
Aunque Lidar advierte que esta demostración específica no tiene aplicaciones prácticas inmediatas más allá de problemas especializados, valida de manera contundente la promesa teórica de la computación cuántica. "La separación en el rendimiento no puede revertirse porque la aceleración exponencial que hemos demostrado es, por primera vez, incondicional", señala.
Este logro llega mientras IBM continúa avanzando en su hoja de ruta cuántica, anunciando recientemente planes para construir una computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallos para 2029. La compañía ha desarrollado un nuevo esquema de corrección de errores llamado códigos de verificación de paridad de baja densidad cuántica (qLDPC), que podría reducir drásticamente los recursos necesarios para la computación cuántica práctica.
Para la inteligencia artificial y los campos computacionales, este avance indica que la computación cuántica está pasando de ser un potencial teórico a una realidad práctica. A medida que los sistemas cuánticos continúan escalando y disminuyen las tasas de error, prometen procesamientos exponencialmente más rápidos para modelos complejos de IA, problemas de optimización y simulaciones que siguen siendo intratables para las computadoras clásicas.