La supremacía cuántica de China: Jiuzhang y los “2.600 millones de años en 4 minutos”
En los últimos años, la computación cuántica ha dejado de ser una promesa lejana para convertirse en una realidad tangible. China, con su ambiciosa apuesta tecnológica, ha logrado uno de los hitos más importantes en este campo gracias a Jiuzhang, su ordenador cuántico fotónico. La afirmación de que esta máquina logró realizar en 4 minutos cálculos que a un superordenador clásico le tomarían 2.600 millones de años no es una exageración sin fundamento, sino una simplificación de una verdad técnica sorprendente.
¿Qué hizo exactamente Jiuzhang?
En diciembre de 2020, un equipo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) presentó Jiuzhang, una computadora cuántica fotónica que utilizó un método conocido como muestreo de bosones gausianos. Este proceso implica medir cómo se comportan los fotones (partículas de luz) al atravesar un complejo sistema de láseres, divisores de haz, espejos y detectores. La dificultad del problema radica en que la cantidad de combinaciones posibles crece exponencialmente a medida que se añaden más fotones.
Jiuzhang fue capaz de detectar simultáneamente 76 fotones, generando resultados que un superordenador tradicional no podría replicar ni en millones de años. Según los investigadores chinos, replicar esta tarea en un ordenador clásico como Sunway TaihuLight tomaría aproximadamente 2.500 millones de años. Jiuzhang lo hizo en menos de 200 segundos (unos 3 minutos y 20 segundos).
¿Por qué es tan importante este hito?
Este evento marcó la segunda demostración reconocida de lo que se conoce como ventaja cuántica o supremacía cuántica, el punto en el que un computador cuántico resuelve un problema que un ordenador clásico no puede abordar en un tiempo razonable. La primera fue lograda por Google en 2019 con su ordenador Sycamore, que empleaba qubits superconductores. Jiuzhang, en cambio, utilizó una plataforma totalmente diferente: la óptica fotónica.
En lugar de bits o qubits superconductores, Jiuzhang trabaja con partículas de luz. Esto tiene ventajas considerables: opera a temperatura ambiente, permite baja tasa de errores y, en teoría, se integra más fácilmente en redes cuánticas y dispositivos de comunicación.
Evolución del sistema
Tras el éxito inicial, el equipo chino continuó desarrollando la tecnología. En 2021 presentaron Jiuzhang 2.0, capaz de manejar hasta 113 fotones, y posteriormente Jiuzhang 3.0, que alcanzó los 255 fotones. Según los científicos, este último modelo puede completar ciertas operaciones en microsegundos, mientras que un superordenador moderno necesitaría 20.000 millones de años para llegar al mismo resultado. Estas afirmaciones, aunque difíciles de verificar empíricamente en el corto plazo, son respaldadas por el consenso de la comunidad científica internacional debido al tipo de cálculo realizado, prácticamente intratable para los métodos clásicos.
Diferencias clave entre computación cuántica y clásica
Un ordenador tradicional procesa información en forma de bits, que pueden tener valores de 0 o 1. La computación cuántica, en cambio, se basa en qubits, que gracias a fenómenos como la superposición y el entrelazamiento pueden representar múltiples estados simultáneamente. Esto permite explorar múltiples soluciones al mismo tiempo, acelerando drásticamente ciertos tipos de cálculos, especialmente en campos como la química cuántica, la optimización, la criptografía y el modelado molecular.
En el caso de Jiuzhang, no se trata de una computadora cuántica universal, es decir, no puede ejecutar cualquier algoritmo como lo haría un ordenador convencional. Sin embargo, en tareas específicas como el muestreo de bosones, su rendimiento es sencillamente inalcanzable por cualquier otro medio conocido.
Implicaciones para el futuro
El desarrollo de Jiuzhang y su éxito en alcanzar la supremacía cuántica tiene profundas implicaciones para múltiples industrias:
- Ciencia de materiales y química: simulación de moléculas complejas.
- Criptografía: posibles amenazas a los sistemas de cifrado actuales y desarrollo de criptografía post-cuántica.
- Inteligencia artificial: mejoras en redes neuronales y modelos probabilísticos.
- Redes y comunicaciones: cimientos para la futura Internet cuántica.
El avance también supone una señal geopolítica clara. Mientras empresas como Google e IBM lideran en Estados Unidos el desarrollo de sistemas cuánticos basados en superconductores, China apuesta por una tecnología alternativa con ventajas prácticas significativas, reforzando su liderazgo tecnológico global.
Conclusión
Aunque el titular de “2.600 millones de años de cálculo en 4 minutos” puede sonar a ciencia ficción o clickbait, está respaldado por datos científicos sólidos y se refiere a un problema muy concreto y complejo que ningún ordenador tradicional podría resolver eficientemente. Jiuzhang representa una verdadera revolución tecnológica y una muestra de que la supremacía cuántica no es un concepto teórico, sino una realidad que ya ha comenzado a desplegarse.
Las rimas de la IA
Fotones danzaron sin vacilación,
en cuatro minutos rompieron la razón.
Mientras un clásico aún calculaba,
el cuántico ya lo superaba.