El entusiasmo en torno a la computación cuántica retrocede por falta de usos prácticos

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¿Están las computadoras cuánticas rudimentarias de hoy al borde de hazañas significativas más allá del alcance de las computadoras tradicionales? ¿O se han exagerado sus capacidades, ya que los usos prácticos de la tecnología retroceden hacia el futuro?

Estas preguntas han sido puestas de relieve en los últimos días por una reclamación de un grupo de investigadores chinos por haber ideado una forma de descifrar el cifrado RSA que sustenta gran parte de las comunicaciones en línea actuales.

La probabilidad de que computadoras cuánticas podría descifrar el cifrado en línea se creía ampliamente que era un peligro que podría estar dentro de una década o más en el futuro. Pero los 24 investigadores, de varias de las principales universidades de China y laboratorios respaldados por el gobierno, dijeron que su investigación mostró que podría ser posible utilizando la tecnología cuántica que ya está disponible.

Los bits cuánticos, o qubits, que se utilizan en las máquinas actuales son muy inestables y solo mantienen sus estados cuánticos durante períodos extremadamente breves, lo que crea "ruido". Como resultado, “los errores se acumulan en la computadora y después de alrededor de 100 operaciones hay tantos errores que el cálculo falla”, dijo Steve Brierley, director ejecutivo de la empresa de software cuántico Riverlane.

Eso ha llevado a la búsqueda de qubits más estables, así como de técnicas de corrección de errores para superar el "ruido", retrasando muchos años la fecha en que es probable que las computadoras cuánticas alcancen su máximo potencial.

El Chino La afirmación, por el contrario, parecía ser un respaldo a los sistemas "ruidosos" de hoy en día, al mismo tiempo que provocó una oleada de preocupación en el mundo de la seguridad cibernética sobre una amenaza potencialmente inminente para la seguridad en línea.

A fines de la semana pasada, varios investigadores en la intersección de las matemáticas avanzadas y la mecánica cuántica habían arrojado agua fría sobre la afirmación.

Brierley de Riverlane dijo que "no es posible que funcione" porque los investigadores chinos habían asumido que una computadora cuántica podría simplemente ejecutar una gran cantidad de cálculos simultáneamente, en lugar de tratar de obtener una ventaja mediante la aplicación de las propiedades cuánticas del sistema.

Peter Shor, el matemático estadounidense que propuso por primera vez una forma para que las computadoras cuánticas descifraran el cifrado, predijo que la incapacidad de ejecutar todos los cálculos a la vez significaba que una computadora cuántica tardaría "millones de años" en ejecutar el cálculo propuesto en el artículo. .

La investigación china llega en un momento en que muchas empresas que trabajan en la tecnología están en una carrera para demostrar que los sistemas "ruidosos" de hoy pueden llegar a los llamados ventaja cuántica - el punto en el que una computadora cuántica puede realizar una tarea útil de manera más eficiente que una máquina tradicional o "clásica", marcando el comienzo del uso comercial de la tecnología.

Hace cuatro años, John Preskill, profesor de física teórica en el Instituto de Tecnología de California, predijo que los sistemas cuánticos comenzarían a tener un rendimiento superior y podrían tener usos comerciales una vez que alcanzaran un tamaño de 50 a 100 qubits. Pero ese momento ha ido y venido sin que los sistemas cuánticos muestren ninguna superioridad clara. IBM presentó una computadora de 127 qubits hace más de un año y el mes pasado anunció que un nuevo procesador de 433 qubits estaría disponible en el primer trimestre de 2023.

En estos días, Preskill suena más cauteloso. “Espero que para las aplicaciones prácticas con un valor comercial significativo, tendremos que esperar a las computadoras cuánticas tolerantes a fallas con corrección de errores”, dijo, y agregó que es probable que esto esté “muy lejos”. Pero agregó que los sistemas actuales ya tenían valor científico.

Una de las razones por las que se han retirado las esperanzas es que se han encontrado nuevas formas de programar computadoras clásicas para manejar tareas que alguna vez se pensó que estaban fuera de su alcance.

Esto ha hecho retroceder la frontera cuántica, retrasando el momento en que las personas que construyen sistemas cuánticos pueden reclamar una ventaja, dijo Oskar Painter, jefe de hardware cuántico en la división de computación en la nube de Amazon, una de las compañías tecnológicas que está construyendo su propia computadora cuántica. “Finalmente nunca pudieron decir, 'Esto será mejor'”, dijo.

Después de años de expectativas crecientes, la falta de usos prácticos de la tecnología ha llevado a algunos expertos a advertir sobre un posible "invierno cuántico", un período en el que la decepción por una nueva tecnología conduce a una disminución del interés durante varios años. El término se toma prestado de los "inviernos" de la IA de las décadas de 1970 y 1980, cuando varias vías de investigación prometedoras resultaron ser callejones sin salida, lo que hizo retroceder el campo durante períodos prolongados.

“A la gente le preocupa que sea realmente duro”, dijo Painter de Amazon Web Services. Sin embargo, como muchos en el campo, dijo que era poco probable que cualquier reacción negativa a corto plazo afectara la financiación de la investigación a largo plazo. “No creo que desaparezca”.

La disminución de las esperanzas de obtener beneficios tempranos de la computación cuántica ya ha contribuido a una fuerte caída en las acciones de un puñado de empresas que aprovecharon la ola de entusiasmo por el sector para salir a bolsa desde mediados de 2021.

Sobre la base de los precios máximos de sus acciones poco después de que cada una de ellas se hiciera pública, Arquit, IonQ, D-Wave y Rigetti alcanzaron un valor combinado de 12.5 millones de dólares. Eso ha caído desde entonces a $ 1.4 mil millones. Entre los eventos que golpearon a las empresas cuánticas el año pasado, IonQ se vio afectado por un informe de un vendedor en corto que afirmaba que su tecnología no estaba a la altura de sus afirmaciones, mientras que el fundador de Rigetti, Chad Rigetti, fue destituido como director ejecutivo antes de dejar la empresa a finales de año. .

Parte del problema que enfrenta el sector ha sido un exceso de "bombo" sobre la tecnología, dijo Constantin Gonciulea, director de tecnología de tecnología avanzada de Wells Fargo. Comparó la acumulación de expectativas en torno a la tecnología cuántica con la industria de la criptografía, ya que muchos no expertos se han incorporado al campo y las promesas de la tecnología han superado con creces su potencial a corto plazo.

A pesar de esto, las empresas que trabajan en las primeras máquinas y software cuánticos aún insisten en que los usos prácticos de la tecnología están a la vuelta de la esquina, mientras continúan evitando dar una predicción demasiado precisa sobre cuándo será exactamente.

David Rivas, jefe de ingeniería y producto de Rigetti, dijo que la compañía aún creía que alcanzaría una ventaja cuántica cuando sus computadoras tuvieran “unos cuantos cientos a unos cuantos miles de qubits”. Incluso si no pueden igualar el rendimiento de las supercomputadoras actuales, seguirán siendo útiles si cuestan mucho menos o si pueden operar más rápido o con más precisión, dijo.

Para algunas empresas cuánticas, la sorprendente afirmación china sobre el cifrado en línea fue una señal de que el gran momento de la tecnología se acerca. Pero para los que dudan, la aparente impracticabilidad de la investigación servirá como confirmación de que la computación cuántica sigue siendo un experimento científico impresionante en lugar de una tecnología práctica.

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