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La computación cuántica está cada vez más cerca de la realidad. En diciembre de 2024, Google lanzó el chip cuántico Willow, que demuestra capacidades de procesamiento extremadamente rápidas y puede gestionar errores durante los cálculos.
Willow representa una nueva generación de soluciones de computación cuántica que ofrecen capacidades muy superiores a las de los ordenadores clásicos.
A continuación, examinaremos todo lo que sabemos hasta ahora sobre el chip de computación cuántica Willow de Google, incluidas sus capacidades generales, métricas de rendimiento e implicaciones para la teoría del multiverso.
Puntos clave
- En diciembre de 2024, Google lanzó un chip cuántico de última generación, Willow.
- Willow ha conseguido un rendimiento por debajo del umbral, ofreciendo corrección de errores en tiempo real en un sistema cuántico superconductor.
- Hartmut Neven, fundador y director de Google Quantum AI, ha sugerido que la creación «da credibilidad» a la teoría de que la computación cuántica tiene lugar en múltiples universos paralelos.
- El astrofísico y escritor científico Ethan Siegel ha rebatido la afirmación de Neven de que Willow apoya la teoría del multiverso.
- Google espera utilizar Willow para crear algoritmos para casos de uso en el mundo real más allá de los ordenadores clásicos.
¿Qué es el chip cuántico Willow?
Willow es un chip cuántico «de última generación». Ha causado sensación porque ha conseguido un rendimiento por debajo del umbral, disminuyendo el número de errores al tiempo que aumenta el número de qubits durante el procesamiento.
La entrada del blog del anuncio de Google afirma que Willow muestra la corrección de errores en tiempo real en un sistema cuántico superconductor.
Hartmut Neven, fundador y director de Google Quantum AI, dijo en la entrada del blog del anuncio:
“Como primer sistema por debajo del umbral, éste es el prototipo más convincente de qubit lógico escalable construido hasta la fecha. Es una señal clara de que se pueden construir ordenadores cuánticos útiles y muy grandes. Willow nos acerca a la ejecución de algoritmos prácticos y comercialmente relevantes que no pueden reproducirse en ordenadores convencionales.”
En el momento de escribir estas líneas, no hay información sobre el precio de Willow, el chip de computación cuántica de Google.
Willow is the most advanced quantum chip yet, designed for state-of-the-art performance and flexibility. Our tunable qubits and couplers enable fast gates and operations, leading to improved performance across many metrics. Check it out →https://t.co/sp0rL4GQXT #QuantumAI pic.twitter.com/CaJpQW7GBI
— Google Quantum AI (@GoogleQuantumAI) December 16, 2024
¿Por qué es importante el chip cuántico Willow?
El chip cuántico Willow consigue resolver los errores durante el procesamiento que interrumpen el proceso de cálculo. Esto le permite realizar cálculos más complejos sin cometer errores, algo que ha sido un escollo para muchos investigadores cuánticos en el pasado.
El Dr. Stefan Leichenauer, vicepresidente de ingeniería de SandboxAQ, declaró a Techopedia:
“El potencial transformador de la computación cuántica sólo puede hacerse realidad cuando los errores cuánticos se corrigen sobre la marcha sin interrumpir el cálculo. El chip Willow de Google alcanza un nivel de rendimiento que demuestra claramente la corrección cuántica de errores y, además, que la corrección de errores es más eficaz si le dedicamos más recursos computacionales».
Dicho esto, Leichenauer señaló que aún quedan retos por abordar en el camino.
“El reto que le queda a la computación cuántica es el de la escala: ¿podemos reproducir el éxito de Willow con miles de veces más qubits? Llegados a ese punto, podremos empezar a abordar algunos problemas realmente apasionantes en química, biofarmacia y materiales.”
Principales métricas de rendimiento del chip cuántico Willow
| Métrica | Valor |
|---|---|
| Número de Qubits | 105 |
| Conectividad promedio | 3.47 |
| Error en puerta de un qubit (Chip 1) | 0.035% ± 0.029% |
| Error en puerta de dos qubits (Chip 1) | 0.33% ± 0.18% |
| Error de medición (Chip 1) | 0.77% ± 0.21% |
| Tiempo T₁ (Chip 1) | 68 µs ± 13 µs² |
| Ciclos de corrección de errores por segundo (Chip 1) | 909,000 |
| Rendimiento de la aplicación (Chip 1) | ⋁₃,₅,₇ = 2.14 ± 0.02 |
| Error en puerta de un qubit (Chip 2) | 0.036% ± 0.013% |
| Error en puerta de dos qubits (Chip 2) | 0.14% ± 0.052% |
| Error de medición (Chip 2) | 0.67% ± 0.51% |
| Tiempo T₁ (Chip 2) | 98 µs ± 32 µs² |
| Repeticiones de circuito por segundo (Chip 2) | 63,000 |
| Rendimiento de la aplicación (Chip 2) | Fidelidad XEB profundidad 40 = 0.1% |
Capacidades básicas de Willow
Willow ofrece una serie de capacidades, entre ellas:
Reducción de errores
Google afirma que Willow puede reducir los errores a medida que aumenta la escala de procesamiento. De hecho, cuantos más qubits utiliza Willow, más se reducen los errores.
10. Google’s Willow Chip
The first quantum chip to demonstrate exponential error reduction as qubits scale.
Completed a benchmark computation in under 5 minutes—a task that would take the fastest supercomputer 10 sextillion years. pic.twitter.com/1ybcJuY9BM
— Dhakshana Moorthy (@the_dhakshu_) December 30, 2024
Alta velocidad
Willow también es capaz de procesar a alta velocidad. En la práctica, puede realizar un cálculo de referencia estándar que llevaría al superordenador Frontier 10 septillones de años en sólo cinco minutos.
Google’s new quantum computing chip #Willow is capable of solving computational problems in under 5 minutes, that would otherwise take a leading classical computer: 10,000,000,000,000,000,000,000,000 years https://t.co/2MTU0srHaV pic.twitter.com/gYGuMqP88K
— Elena Neira (@elenaneira) January 5, 2025
Resolución de problemas
La mayor potencia de cálculo del chip cuántico Google Willow también abre la puerta a la resolución de problemas que los ordenadores clásicos simplemente no tienen el ancho de banda necesario para procesar.
Saptashwa Bhattacharyya, Doctor en Astrofísica, dijo en la entrada del blog Hacia la Ciencia de los Datos:
«El futuro de la computación cuántica podría ser muy emocionante porque este tipo de procesador debería ser la columna vertebral de la construcción de ordenadores cuánticos a gran escala con corrección de errores».
La criptoamenaza: ¿Puede Willow romper Bitcoin?
Con cualquier avance cuántico, surge la pregunta sobre su impacto en la tecnología impulsada por blockchain como Bitcoin (BTC). Willow Chip puede realizar cálculos complejos en minutos que a un superordenador clásico le llevaría una cantidad de tiempo monumental, pero todavía no tiene la potencia necesaria para descifrar Bitcoin.
Los analistas de Bernstein emitieron una nota a sus clientes en diciembre en la que afirmaban que los 105 qubits de Willow no alcanzaban los millones de qubits necesarios para atacar los mecanismos de encriptación de Bitcoin, como el Algoritmo de Firma Digital (ECDSA) y el algoritmo de hash seguro (SHA-256).
Sin embargo, si los ordenadores cuánticos llegaran a ser lo suficientemente avanzados, teóricamente serían capaces de descifrar el cifrado de Bitcoin, dejando a los titulares de los monederos expuestos al robo de los ciberdelincuentes.
Aunque no parece que esto vaya a ocurrir todavía, Gartner sugiere que, para 2029, los avances en la informática cuántica harán que y ala criptografía asimétrica en la que se basan tecnologías como Bitcoin sea insegura cabe siendo totalmente descifrable en 2034.
El chip cuántico del sauce y el debate sobre el multiverso
La teoría del multiverso y su conexión con la informática cuántica
Una de las teorías en torno a la computación cuántica, formulada por el físico David Deutsch en The Fabric of Reality, sugiere que nuestro universo existe junto a otras dimensiones paralelas y que la computación cuántica podría tener lugar a través de universos paralelos.
El chip cuántico Willow ha iniciado un debate multiversal sobre si su capacidad para realizar cálculos a un ritmo tan elevado prueba la teoría del multiverso.
¿Prueba Willow el multiverso?
El principal argumento de que Willow ayuda a demostrar la existencia del multiverso es que ayudó a resolver un problema que un superordenador clásico habría tardado 10 septillones de años en realizar en sólo cinco minutos.
Según Neven, «esta cifra alucinante supera las escalas de tiempo conocidas en física y excede ampliamente la edad del universo. Aporta credibilidad a la idea de que la computación cuántica se produce en muchos universos paralelos, en consonancia con la idea de que vivimos en un multiverso».
Sin embargo, Neven ha recibido críticas por esta afirmación, sobre todo del astrofísico y escritor científico Ethan Siegel, quien sugiere que «Neven ha confundido la noción de un espacio mecánico cuántico de Hilbert, que es un espacio matemático de dimensiones infinitas donde “viven” las funciones de onda mecánicas cuánticas, con la noción de universos paralelos y un multiverso», informó The Daily Mail.
El artículo señala que, según este punto de vista, ni siquiera la existencia de un ordenador cuántico exitoso probaría la existencia de un multiverso. También parece improbable que un ordenador fabricado por seres humanos pueda demostrar la existencia de universos paralelos.
¿Cuál es el futuro del chip de computación cuántica de Google Willow?
Aunque el futuro del nuevo chip cuántico Willow no está claro, Google sí compartió que el próximo reto de la computación cuántica será demostrar una computación «útil, más allá de la clásica» en chips modernos que pueda utilizarse en aplicaciones del mundo real.
Como parte de este esfuerzo, Google pretende combinar el punto de referencia RCS para medir el rendimiento frente a los ordenadores clásicos con simulaciones de sistemas cuánticos para hacer nuevos descubrimientos.
«Nuestro objetivo es hacer ambas cosas a la vez: entrar en el ámbito de los algoritmos que están fuera del alcance de los ordenadores clásicos y que son útiles para los problemas del mundo real, comercialmente relevantes», dijo Neven.
Lo esencial
Willow representa una nueva generación de chips cuánticos que vienen a sentar las bases para casos de uso en el mundo real. Hasta ahora, gran parte del debate sobre la informática cuántica ha sido teórico, pero este tipo de chips ayudarán a proporcionar alternativas más prácticas a los ordenadores clásicos.
Esto será importante no sólo para ampliar las capacidades de procesamiento de los ordenadores modernos, sino también para darles el ancho de banda necesario para ejecutar modelos de IA más potentes en el futuro.
Preguntas frecuentes
¿Qué es Google Willow?
¿Qué problema resolvió el chip Willow?
¿Qué hace un chip cuántico?
¿Prueba la informática cuántica el multiverso?
Referencias
- Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip (Google Blog)
- Google Quantum AI on X (X)
- Dhakshana Moorthy on X (X)
- Frontier (Frontier)
- Elena Neira on X (X)
- How Does Google’s Willlow Chip Work? (Towards Data Science)
- Bernstein says quantum threat to Bitcoin seems ‘decades away’ (The Block)
- Begin Transitioning to Post-Quantum Cryptography Now (Gartner)
- The Fabric of Reality (David Deutsch)
- Google says it accessed parallel universes with its new supercomputer (Daily Mail Online)
