Es posible que China haya tomado la delantera en la carrera hacia la computación cuántica práctica con un anuncio reciente de que ha batido un récord para resolver un problema complejo.
En 2019, Google informó que su procesador Sycamore de 53 qubits había completado en 3,3 minutos una tarea que le habría llevado a una supercomputadora tradicional al menos 2,5 días. En octubre pasado, el procesador cuántico Zuchongzhi 2 de 66 qubits de China supuestamente completó la misma tarea 1 millón de veces más rápido. Ese procesador fue desarrollado por un equipo de investigadores del Centro de Excelencia en Información Cuántica y Física Cuántica de la Academia China de Ciencias, en conjunto con el Instituto de Física Técnica de Shanghai y el Instituto de Microsistemas y Tecnología de la Información de Shanghai.
Las supercomputadoras tradicionales, como las del ejército de EE. UU. y el Instituto de Investigación 56 del Ejército Popular de Liberación, se utilizan para realizar simulaciones complejas para el diseño de equipos, procesar imágenes y señales para detectar objetivos y puntos de interés, y analizar océanos de datos para comprender tendencias y conexiones ocultas. Pero algunas tareas siguen siendo intensivas en tiempo y recursos, ya que incluso los bits informáticos más pequeños requieren tiempo para cambiar entre 1 y 0.
Las computadoras cuánticas superconductoras pueden eludir los límites físicos al crear una superposición de los valores 1 y 0. Esencialmente, los bits de computación estándar deben ser un 1 o un 0. Pero a temperaturas extremadamente bajas, las propiedades físicas de la materia sufren cambios significativos. Las computadoras cuánticas superconductoras aprovechan estos cambios para crear qubits (bits cuánticos), que no están limitados por los obstáculos de procesamiento que enfrentan las computadoras tradicionales. Los qubits pueden ser tanto 1 como 0, simultáneamente. Esto promete acelerar enormemente la computación, lo que permite ataques a problemas indescifrables de ahora en adelante, como descifrar códigos actualmente indescifrables, llevar la IA y el aprendizaje automático a nuevas alturas y diseñar materiales, productos químicos y medicamentos completamente nuevos.
Las potencias científicas y militares del mundo están gastando miles de millones de dólares en la carrera para convertir esta promesa en realidad. China ha logrado varios avances notables en los últimos años. En 2020, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, sede del destacado erudito chino en computación cuántica Pan Jianwei, llevó a cabo las primeras comunicaciones cuánticas basadas en el espacio, utilizando el satélite Micius para crear un enlace de datos ultraseguro entre dos estaciones terrestres separadas por más de 1,000 millas.
En octubre, un equipo chino informó que su procesador Jiuzhang 2 basado en la luz podría completar una tarea en un milisegundo que una computadora convencional requeriría 30 billones de años para completar. Este avance marcó una nueva velocidad máxima para un procesador cuántico cuyos qubits se basan en la luz, no en superconductores. Los estados cuánticos necesarios para que funcionen las computadoras superconductoras son delicados, pueden ser inestables y tienden a causar una gran cantidad de errores. Sin embargo, las supercomputadoras basadas en luz también tienen sus inconvenientes, ya que es difícil aumentar la cantidad de fotones en este tipo de computadora cuántica, debido a su delicado estado. Queda por ver qué método prevalecerá más.
Estos logros se derivan del énfasis de Beijing en la investigación de la computación cuántica. Según los informes, China está invirtiendo $ 10 mil millones en el campo y dice que aumentó el gasto nacional en I + D en un 7 por ciento el año pasado. Por el contrario, el gobierno de EE. UU. dedicó 1200 millones de dólares a la investigación de la computación cuántica en 2018 bajo una nueva estrategia nacional. El año pasado, el Senado aprobó un proyecto de ley para crear una Dirección de Tecnología e Innovación en la Fundación Nacional de Ciencias, y agregar $29 mil millones para investigación en computación cuántica e inteligencia artificial de 2022 a 2026, pero espera reconciliarse con un proyecto de ley similar aprobado por el Casa el mes pasado.
Los investigadores, empresas y agencias chinos ahora tienen más patentes en tecnología cuántica que los Estados Unidos (aunque las empresas estadounidenses tienen más en el campo específico de la computación cuántica), en medio de acusaciones de que estos avances se benefician del trabajo estadounidense robado. Hace un año, el Departamento de Comercio incluyó en la lista negra a siete entidades de supercomputación por su asociación con el Ejército Popular de Liberación. Además, hay evidencia de que el gobierno chino ha estado robando datos comerciales y del gobierno de EE. UU. encriptados, almacenándolos hasta el día en que las computadoras cuánticas puedan romper el cifrado actual.
Todavía estamos a unos años de ver un advenimiento real de la computación cuántica. Actualmente, la mayoría de las computadoras cuánticas pueden operar de manera coherente con alrededor de 50 qubits. Para aprovechar todo el potencial de la computación cuántica en el descifrado de códigos, por ejemplo, se requerirían cantidades de qubits de miles. Pero se están haciendo progresos. Según se informa, IBM produjo una computadora cuántica superconductora de 127 qubits en noviembre, tiene la intención de presentar un procesador de 400 qubits este año y pretende producir un procesador de 1000 qubits en 2023.
Dado el enorme potencial estratégico de la computación cuántica en una amplia variedad de campos, esta competencia se volverá más intensa en el futuro cercano. Queda por ver si Estados Unidos puede seguir el ritmo.
Thomas Corbett es analista de investigación en BluePath Labs. Sus áreas de enfoque incluyen las relaciones exteriores de China, la tecnología emergente y la economía internacional.
PW Singer es estratega en New America y autor de varios libros sobre tecnología y seguridad, incluidos Wired for War, Ghost Fleet, Burn-In y LikeWar: The Weaponization of Social Media.
