Algo que parecía más complejo terminó siendo resuelto finalmente por un ordenador normal. Para poner en contexto esta situación, en marzo de 2025, un equipo de científicos publicó un estudio que realizó una simulación de un sistema complejo compuesto por cientos de bits cuánticos en un ordenador cuántico real. En su momento, afirmaron que el cálculo era tan complejo que ningún ordenador clásico podría igualarlo.
Por lo que otros investigadores del Centro de Física Cuántica Computacional de la Fundación Simons y la Universidad de Boston quisieron poner a prueba la afirmación de hace un año. Lo que querían demostrar es hasta dónde podían llegar los algoritmos y el software tradicional al emplearlos de la forma correcta. Pudieron demostrarlo y estos son los resultados finales.
¿Por qué es tan difícil hacer este cálculo en un ordenador común?
Es un cálculo que se considera imposible por el funcionamiento de las partículas cuánticas. Los ordenadores que usamos normalmente procesan información en bits (0 o 1); los qubits existen en una superposición de múltiples estados simultáneamente. Cuando decenas o cientos de qubits interactúan, pueden lograr un entrelazamiento cuántico; su comportamiento depende directamente de todos los demás. Cuando se añaden más qubits, el tamaño de la función de onda crece de forma exponencial. En este caso, llega un momento en el que guardar o procesar la función de onda sobrepasa la memoria RAM de cualquier superordenador.
Para poder resolver el problema en un ordenador normal, los científicos utilizaron la ciencia matemática de una forma más inteligente y con compresión de datos; aplicaron un .zip cuántico. Se utilizaron estructuras matemáticas llamadas redes de tensores. Un algoritmo de compresión toma la cantidad de datos de la función de onda y se divide en pequeñas tablas interconectadas de números. Los científicos adaptaron las redes de tensores de tal forma que pudieron simular dinámicas cuánticas en tres dimensiones, las redes de qubits en formas cúbicas y de diamante. Utilizaron una librería de software de alto rendimiento llamada ITensor.
Entrando de lleno al ordenador clásico, se utilizó un algoritmo llamado propagación de creencias, donde se proporcionan soluciones aproximadas, pero eficientes. Al combinarse con las redes de tensores, pudieron ejecutar simulaciones en minutos sin ningún detalle. Confirmaron que los resultados no solo coincidieron con las predicciones de la teoría, sino que igualaron las simulaciones obtenidas por el ordenador cuántico.
Los autores del estudio de la Fundación Simons enfatizan que no es una guerra entre ambas clases de ordenadores, sino que solo se puso a prueba que las simulaciones clásicas pueden dar guía para probar qué pueden hacer las máquinas cuánticas y verificar que no cometan algunos errores. Además, hay que tomar en cuenta que abordar estos temas en un ordenador normal es viable por costos; los ordenadores cuánticos son delicados y difíciles de construir, por lo que es posible ahorrar para hacer estos procesos.