Demostración de que una computadora cuántica puede resolver problemas más rápido que las supercomputadoras clásicas.La supremacía cuántica es el hito en el que una computadora cuántica realiza un cálculo que es prácticamente imposible para cualquier supercomputadora clásica, sin importar cuánto tiempo o recursos se disponga. No se trata de superar a una máquina clásica en todas las tareas, sino de demostrar una ventaja clara e inequívoca en un problema específico y bien definido. El concepto es crucial porque proporciona la primera evidencia experimental de que la mecánica cuántica puede aprovecharse para la computación de una manera que supera fundamentalmente a la física clásica.
El término fue acuñado por John Preskill en 2012. La primera demostración experimental reclamada fue realizada por el procesador Sycamore de Google en 2019, seguida por el procesador fotónico chino Jiuzhang en 2020, con mejoras posteriores como Jiuzhang 4.0.
La demostración típicamente involucra un problema cuidadosamente diseñado que es fácil de resolver para un procesador cuántico pero exponencialmente difícil para uno clásico. Por ejemplo, muestrear la distribución de salida de un circuito cuántico aleatorio o el muestreo de bosones con fotones. La computadora cuántica ejecuta el experimento y produce resultados; luego se desafía a las supercomputadoras clásicas a reproducir los mismos resultados utilizando los mejores algoritmos conocidos. Cuando el tiempo de simulación clásica se vuelve astronómicamente grande (por ejemplo, miles de años), mientras que el dispositivo cuántico termina en minutos u horas, se reclama la supremacía.
Más allá del punto de referencia en sí, las técnicas desarrolladas para los experimentos de supremacía, como la verificación de circuitos cuánticos aleatorios, se utilizan para validar el hardware cuántico y desarrollar protocolos de corrección de errores.
La simulación clásica del experimento de supremacía de Google de 2019 se mejoró posteriormente mediante un algoritmo ingenioso, reduciendo el tiempo estimado de 10,000 años a unos pocos días en un gran clúster, lo que demuestra que la 'supremacía' es un objetivo móvil.
| K | variable | Leggett-Garg combination of correlation functions |
| C_{ab} | variable | Correlation function between measurements at times a and b — función de correlación |
| C_{a'b} | variable | Correlation function between measurements at times a' and b — función de correlación |
| C_{ab'} | variable | Correlation function between measurements at times a and b' — función de correlación |
| C_{a'b'} | variable | Correlation function between measurements at times a' and b' — función de correlación |
