Esta semana, los investigadores de IBM publicaron el resultados de un estudio en el diario Naturaleza eso demostró las formas en que pudieron usar una computadora cuántica de más de 100 qubits para enfrentarse a una supercomputadora clásica. Enfrentaron a los dos entre sí con la tarea de simular la física.
“Uno de los objetivos finales de la computación cuántica es simular componentes de materiales que las computadoras clásicas nunca han simulado de manera eficiente”, dijo IBM en un comunicado de prensa. “Poder modelarlos es un paso crucial hacia la capacidad de enfrentar desafíos como el diseño de fertilizantes más eficientes, la construcción de mejores baterías y la creación de nuevos medicamentos”.
Se ha especulado que las computadoras cuánticas, que pueden representar información como cero, uno o ambas al mismo tiempo, son más efectivas que las computadoras clásicas para resolver ciertos problemas como la optimización, la búsqueda en una base de datos desordenada y la simulación de la naturaleza. Pero hacer una computadora cuántica útil ha sido difícil, en parte debido a la delicada naturaleza de los qubits (el equivalente cuántico de los bits, los unos y ceros de la computación clásica). Estos qubits son súper sensibles al ruido o a las perturbaciones de su entorno, lo que puede generar errores en los cálculos. A medida que los procesadores cuánticos se hacen más grandes, estas pequeñas infracciones pueden sumarse.
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Una forma de evitar los errores es construir una computadora cuántica tolerante a fallas. La otra es trabajar de alguna manera con los errores ya sea mitigándoloscorregirlos, o cancelándolos.
En el experimento publicado esta semana, los investigadores de IBM trabajaron con un procesador cuántico Eagle de 127 qubits para modelar la dinámica de espín de un material para predecir propiedades como la forma en que responde a los campos magnéticos. En esta simulación, pudieron generar grandes estados entrelazados donde ciertos átomos simulados se correlacionan entre sí. Mediante el uso de una técnica llamada extrapolación de ruido cero, el equipo pudo separar el ruido y dilucidar la respuesta verdadera. Para confirmar que las respuestas que obtenían de la computadora cuántica eran confiables, otro equipo de científicos de UC Berkeley realizó estas mismas simulaciones en un conjunto de computadoras clásicas, y las dos coincidieron.
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Sin embargo, las computadoras clásicas tienen un límite superior cuando se trata de este tipo de problemas, especialmente cuando los modelos se vuelven más complejos. Aunque el procesador cuántico de IBM todavía está muy lejos de la supremacía cuántica, donde puede superar de manera confiable a una computadora clásica en la misma tarea, demostrar que puede proporcionar respuestas útiles incluso en presencia de ruido es un logro notable.
“Esta es la primera vez que vemos que las computadoras cuánticas modelan con precisión un sistema físico en la naturaleza más allá de los principales enfoques clásicos”, dijo Darío Gil, vicepresidente senior y director de IBM Research, en el presione soltar. “Para nosotros, este hito es un paso importante para demostrar que las computadoras cuánticas actuales son herramientas científicas capaces que se pueden usar para modelar problemas que son extremadamente difíciles, y quizás imposibles, para los sistemas clásicos, lo que indica que ahora estamos entrando en una nueva era. de utilidad para la computación cuántica”.