D-Wave/M. Thom

Según informa Hartmut Neven, en los últimos tres años un equipo de Google ha estudiado problemas que pueden tener un solución utilizando algoritmos cuánticos. Estos problemas incluyen, por ejemplo, el reconocimiento de un objeto en una imagen o aprender a tomar una decisión adecuada basada en el reconocimiento de patrones.

Para esto emplean algoritmos cuánticos adiabáticos (AQC) creados por Edward Farhi y colaboradores en el MIT.

Los computadores cuánticos utilizan las leyes de la física cuántica para ofrecer capacidades computacionales más poderosas. Aunque las mecánicas han estado en la física por cientos de años, en el día a día no se ven porque son fenómenos muy pequeños y normalmente no pueden ser directamente observados.

Google explica con un ejemplo: si tienes una pelota escondida en un mueble con un millón de cajones, ¿cuánto te demorarás en encontrar la pelota? En promedio, con un computador normal, sería necesario revisar 500.000 cajones para resolver el problema. Un computador cuántico podría hacerlo mirando sólo 1.000 cajones.

Mientras que por el lado de hardware Google está colaborando con D-Wave en Vancouver (Canadá), una empresa que el año pasado anunció su polémica “computadora cuántica” comercial, Orion. Una computadora de 16 qubits basada en el concepto de computación cuántica adiabática que es capaz de resolver un problema de NP-Completo particular, relacionado con el modelo de Ising de dos dimensiones en un campo magnético.

También hace poco D-Wave anunció su chip de 128 qubits llamada Rainer, que ejecuta un algoritmo de optimización binaria cuadrática sin restricciones (qubo) de hasta 128 variables. Como ejemplo, este algoritmo es capaz, de implementar  la factorización de números (en factores primos), aunque sólo para números con mucho menos de 128 bits.

Pero para este proyecto Google emplea el nuevo y más avanzado chip D-Wave de 128 qubits llamado Quimera (Chimera) bajo los mismos principios que sus predecesores. Y su primer reto del cual anunció resultados satisfactarios durante la conferencia de Sistemas de procesamiento Neuronal de Información 2009 (7-12 Diciembre, Canadá), fue reconocer y ordenar en un segundo de 20,000 fotografías de escenas de calles, aquellas donde figuraban automóviles marcados.

Lamentablemente, no es fácil demostrar que un sistema multi-qubit como el chip hecho por D-Wave presenta el comportamiento cuántico deseado y físicos experimentados de diferentes instituciones se encuentran aún en el proceso de caracterizar el chip.

Lo cierto es que en un futuro los centros de datos de Google podría utilizar una combinación de ordenadores cuánticos además de los tradicionales servidores de la arquitectura Von Neumann. Esto le permitiría a los sistemas atender múltiples solicitudes y utilizar la mejor herramienta para el trabajo de cada búsqueda.

Links:
- Machine Learning with Quantum Algorithms (Google Research Blog)
- Rainier, un ordenador cuántico adiabático de D-Wave Systems de 128 cubits (La ciencia de la mula Francis)
- Tetris es NP completo (Barrapunto)  / NP-completo, una guía rápida (Disfruta Matemáticas)
- Google, D-Wave Team up to Unveil World’s First Quantum Image Search (DailyTech)
- Computación Cuántica, Lo que se viene (?) (CHW)