Juego cuántico con límites demostrables de la computación clásica: prueba en 55 cúbits de Quantinuum

Editado por: Svitlana Velhush

La computadora cuántica Quantinuum superó cualquier estrategia clásica en un juego donde la computación clásica, en principio, no puede ganar, y esto ha sido confirmado matemáticamente, no mediante suposiciones.

Un equipo dirigido por Marcello Benedetti y Harry Buhrman de Quantinuum en el Reino Unido desarrolló un juego basado en complement sampling. Cada solución posible del problema se divide secretamente en dos grupos iguales, A y B. A la computadora se le da una respuesta del grupo A y se le pide que proporcione una respuesta del grupo B. Una máquina clásica solo puede excluir la respuesta recibida, pero no sabe cómo están distribuidas las demás, y la tarea se vuelve exponencialmente más difícil a medida que aumenta el número de opciones.

La computadora cuántica mantiene todo el conjunto A en superposición —un estado en el que todas las opciones existen simultáneamente— y, mediante un circuito «swapper» especial, lo transforma directamente en el complemento, tras lo cual mide la respuesta del grupo B. El límite superior del rendimiento clásico se ha demostrado aquí de forma estrictamente matemática, sin depender de hipótesis no probadas sobre la complejidad computacional.

El experimento se realizó en los procesadores cuánticos de iones H2 de la empresa Quantinuum. Se utilizaron miles de circuitos, escalados hasta 55 cúbits. A pesar del ruido del hardware real, el sistema cuántico superó de manera constante el mejor resultado clásico posible, y la brecha creció exponencialmente con el tamaño del problema, en total concordancia con las predicciones teóricas.

A diferencia de las pruebas de las desigualdades de Bell, este método se verifica de manera eficiente, no depende de suposiciones no probadas y mantiene la ventaja al aumentar la escala. El ruido, que normalmente dificulta la demostración de la supremacía cuántica, no supuso un obstáculo aquí: la ventaja no hizo más que fortalecerse.

Los resultados se publicaron en Nature Communications en 2026. Estos abren el camino para una verificación fiable de las computadoras cuánticas a medida que crecen y para futuros experimentos de intercambio de datos entre sistemas cuánticos físicamente separados a través de un canal de comunicación cuántico.

Esto demuestra que los cálculos cuánticos pueden ser no solo más rápidos, sino también fundamentalmente inalcanzables para la computación clásica en tareas estrictamente definidas.

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Fuentes

  • A new game demonstrates quantum advantage with provable classical limits

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