Willow, el xip de Google que resol en cinc minuts el que un superordinador aconseguiria en 13.000 milions d'anys

Barcelona"Supera les escales de temps conegudes per la física". Així ha descrit Hartmut Neven, fundador i director de Google Quantum IA, el xip quàntic d'última generació Willow, la nova fita tecnològica que l'empresa nord-americana ha presentat aquest dilluns. Té una potència "extraordinària" i és capaç de fer en només cinc minuts tasques que un superordinador tardaria molt més temps a fer, més que tota l'edat de l'Univers, que estimen en 13.000 milions d'anys. La revista Nature ha publicat els detalls d'aquest avenç en el camp de la computació quàntica i la companyia sosté que obre camí cap a un futur ordinador quàntic "útil i a gran escala".

La missió dels ordinadors quàntics (encara prototips), com la dels ordinadors convencionals i els supercomputadors, és la de fer operacions, però els primers les executen de manera molt diferent: treballen a escala atòmica i, per tant, segueixen les normes de la física quàntica, que és l'encarregada d'estudiar el món a escales espacials molt petites. Els ordinadors quàntics, a més, funcionen amb qubits, que és la unitat bàsica d'informació quàntica, i no bits, que és la unitat amb què funcionen els ordinadors tradicionals.

Un dels esculls actuals de la computació quàntica és que utilitza sistemes que són molt sensibles al soroll, els canvis de temperatura i de llum, i això pot pertorbar els càlculs que fa l'ordinador. A més, és una problemàtica que s'agreuja com més gran és la instal·lació. Cal, per tant, tecnologia per corregir els errors quàntics i aquí és on Willow despunta, ja que han aconseguit una reducció exponencial d'errors a mesura que augmenta el nombre de qubits. Es tracta d'una taxa de correcció d'errors que no s'havia demostrat mai fins ara. Els experiments que han fet als laboratoris de Santa Barbara, a Califòrnia, s'han fet amb un total de 101 qubits.

"Demostrem que com més cúbits utilitzem a Willow, més reduïm els errors i més quàntic es torna el sistema", assegura Neven. De fet, per al fundador de Google Quantum IA el xip "és un clar indici que és possible construir ordinadors quàntics molt grans i útils". Per mesurar el rendiment de Willow, Google ha fet servir el mostreig aleatori de circuits (RCS), que és la prova "més difícil" que es pot fer avui en un ordinador quàntic i mostra si aquest ordinador està fent alguna cosa que no es podria fer en un ordinador clàssic. Segons Neven, el xip ofereix "el millor rendiment de la seva classe".

Resultats preliminars

Tot i els bons resultats que han obtingut amb aquest nou xip, un ordinador quàntic útil i a gran escala és encara una fita llunyana. Carlos Sabín, del departament de Física Teòrica de la Universitat Autònoma de Madrid, remarca en declaracions a Efe que els resultats de l'estudi són preliminars. Segons l'expert, Google ha demostrat que amb una xarxa de 101 qubits es pot progressar en la correcció d'errors i obtenir bons resultats a la prova RCS, un repte pendent des de fa 30 anys. Ara bé, "estan molt lluny de ser suficients per poder fer càlculs i tasques que no es puguin fer amb un ordinador clàssic i amb aplicacions útils", afirma Sabín, que no participa en l'estudi.

Neven, per la seva banda, ha insistit que els resultats que han obtingut són emocionants, però també reconeix que tenen molt camí per recórrer. "Els resultats obtinguts amb el nostre darrer xip són els millors, però hem de seguir progressant. És emocionant, no només pel moment actual, sinó sobretot per cap on anem".

Tecnologia quàntica a Catalunya

Aquest any un equip de l'Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) ha presentat el primer simulador quàntic analògic del món capaç de detectar amb alta precisió propietats microscòpiques dels materials. Es tracta d'una eina anomenada Quione que, per exemple, serveix per explicar per què hi ha materials que són superconductors d'alta temperatura, útils per fer ressonàncies magnètiques i línies de tren d'alta velocitat. Avui dia encara es desconeix què fa que alguns elements puguin suportar altes temperatures i d'altres no. Aquesta tecnologia permetrà reduir sistemes molt complicats a models més simples per després tenir resposta a preguntes de física que els superordinadors actuals no poden respondre.