El chip cuántico supera a las supercomputadoras: dos horas contra años exprés
La tarea se asemeja a un laberinto gigante con una sola salida entre miles de millones de callejones sin salida. Una computadora común revisa cada pasillo paso a paso, lo que llevaría siglos. El procesador cuántico lanza una onda que se filtra simultáneamente por todos los caminos. La ruta correcta resuena como un eco, amplificándose, y la respuesta se encuentra en horas. Así funcionaron los circuitos 'pico' en el nuevo experimento.
Con cada bifurcación adicional, la ventaja del chip cuántico crece no solo rápido, sino de forma aterradora, como la expansión del universo acelera las galaxias. Es sorprendente que la respuesta del dispositivo cuántico sea probabilística: adivina el camino con alta precisión, pero no lo garantiza. Sin embargo, esta precisión es suficiente para que la verificación clásica tome años. En el experimento, el circuito más complejo tenía 2000 bifurcaciones. H2 encontró la salida en dos horas; las supercomputadoras necesitarían años.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2510.25838
We design and demonstrate heuristic quantum advantage with peaked circuits (HQAP circuits) on Quantinuum's System Model H2 quantum processor. Through extensive experimentation with state-of-the-art classical simulation strategies, we identify a clear gap between classical and quantum runtimes. Our largest instance involves all-to-all connectivity with 2000 two-qubit gates, which H2 can produce the target peaked bitstring directly in under 2 hours. Our extrapolations from leading classical simulation techniques such as tensor networks with belief propagation and Pauli path simulators indicate the same instance would take years on exascale systems (Frontier, Summit), suggesting a potentially exponential separation. This work marks an important milestone toward verifiable quantum advantage, as well as providing a useful benchmarking protocol for current utility-scale quantum hardware. We sketch our protocol for designing these circuits and provide extensive numerical results leading to our extrapolation estimates. Separate from our constructed HQAP circuits, we prove hardness on a decision problem involving generic peaked circuits. When both the input and output bitstrings of a peaked circuit are unknown, determining whether the circuit is peaked constitutes a QCMA-complete problem, meaning the problem remains hard even for a quantum polynomial-time machine under commonly accepted complexity assumptions. Inspired by this observation, we propose an application of the peaked circuits as a potentially quantum-safe encryption scheme~\cite{chen2016report,kumar2020post,joseph2022transitioning,dam2023survey}. We make our peaked circuits publicly available and invite the community to try additional methods to solve these circuits to see if this gap persists even with novel classical techniques.
El circuito más complejo incluía 2000 operaciones, como una orquesta de 2000 instrumentos tocando al unísono.