Avanzado

El chip cuántico supera a las supercomputadoras: dos horas contra años ⚡ экспресс

Original: "Heuristic Quantum Advantage with Peaked Circuits"
arXiv:2510.25838 · 2025-10-29 · CC BY 4.0 · ⏱ 1 min · Quantum Physics
Un experimento con un procesador cuántico demostró que resuelve una tarea especial en horas, mientras que a las computadoras clásicas les llevaría años.
Abstract

Se presentan e implementan en el procesador cuántico Quantinuum System Model H2 cadenas con salida pico (cadenas HQAP) que demuestran una ventaja cuántica heurística. La instancia más grande utiliza conectividad todos-con-todos, 2000 puertas de dos cúbits y genera la cadena de bits objetivo en 2 horas. Las extrapolaciones de los principales métodos clásicos — redes tensoriales con propagación de creencias y simuladores en caminos de Pauli — muestran que en sistemas exaescala (Frontier, Summit) la resolución llevaría años, lo que apunta a una separación potencialmente exponencial. Se propone un protocolo de diseño de tales cadenas y se dan resultados numéricos de las extrapolaciones. Por separado, se demuestra la complejidad del problema de decisión para cadenas pico generalizadas: determinar si una cadena es pico con entradas y salidas desconocidas es QCMA-completo, es decir, sigue siendo difícil incluso para máquinas cuánticas de tiempo polinómico. A partir de esto se propone un cifrado resistente a ordenadores cuánticos. Las cadenas se publican abiertamente para la verificación por la comunidad.

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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.

El resultado está extremadamente ordenado: el laberinto parece colapsar en una línea recta. Es un estado con una entropía increíblemente baja.

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.

El código ordenado obtenido puede servir como base para un cifrado resistente incluso a ataques de otras máquinas cuánticas: esto rompe el modelo estándar de la criptografía.

🎯 El circuito más complejo incluía 2000 operaciones, como una orquesta de 2000 instrumentos tocando al unísono.

Scientists
Ludwig BoltzmannEmmy NoetherJacob BekensteinStephen HawkingAdam RiessBrian Schmidt
Tags
entropía expansión del universo modelo estándar
Laws
distribución de Boltzmannsegunda ley de la termodinámicaTeorema de NoetherEntropía de Bekenstein-HawkingLey de Hubbleprimera ley de la termodinámica
Original: arXiv:2510.25838 · CC BY 4.0 · bridge42worlds