Un nuevo procesador cuántico basado en silicio pronto estará disponible para unas pocas universidades seleccionadas y otras instituciones en los EE. UU., lo que podría brindar a más investigadores la oportunidad de jugar con el hardware de computación cuántica de primera mano.
Diseñado por el fabricante de chips de computadora Intel, se espera que el nuevo procesador, que ofrece el doble de qubits que un componente similar anunciado el año pasado, impulse la investigación en computación cuántica y acerque la tecnología a convertirse en una realidad práctica.
Si bien la tecnología de computación cuántica ha avanzado a pasos agigantados, los dispositivos siguen siendo más prototipos o pruebas de concepto que máquinas prácticas, propensas a problemas de estabilidad y errores y que requieren condiciones de laboratorio súper específicas.
Apodada Tunnel Falls, la nueva unidad de procesamiento cuántico (o QPU) de 12 qubits de Intel se desarrolló para reclutar científicos de todas partes en una búsqueda para aprovechar todo el potencial de la computación cuántica.
“Tunnel Falls es el chip qubit de giro de silicio más avanzado de Intel hasta la fecha y se basa en las décadas de experiencia en diseño y fabricación de transistores de la compañía”. dice Jim Clarke, director de hardware cuántico de Intel.
“El lanzamiento del nuevo chip es el siguiente paso en la estrategia a largo plazo de Intel para construir un sistema de computación cuántica comercial completo”.
Así como el bit es la unidad de cálculo en una computadora clásica, el qubit es fundamental para las versiones cuánticas.
Los bits representan uno de dos estados, que se integran en secuencias que pueden almacenar información y realizar tareas lógicas simples. Los qubits representan mezclas complejas de estados. Combinados o ‘entrelazados’ con otros qubits, estos sistemas se pueden usar para llevar a cabo operaciones únicas que requerirían una cadena de bits tradicionales en una cantidad de tiempo poco práctica para ejecutarse.
Empresas que incluyen Google e IBM son tomando diferentes enfoques a Intel, creando potentes versiones de la tecnología a las que se accede de forma remota mediante software en lugar de distribuir el propio hardware.
Al apostar por las QPU que funcionan con silicio, como los procesadores convencionales de nuestras computadoras hoy en día, Intel quiere facilitar la transición a la computación cuántica. De acuerdo a Naturaleza Electrónica“El silicio puede ser la plataforma con el mayor potencial para ofrecer computación cuántica ampliada”.
Así como existen diferentes formas de almacenar información binaria, existen diferentes enfoques para aislar, entrelazar y leer qubits. En los chips de Intel, incluido Tunnel Falls, pequeñas estructuras llamadas puntos cuánticos atrapan electrones individuales, que luego se pueden usar para almacenar y leer información cuántica en virtud de una propiedad conocida como su giro.
Estos chips se pueden producir con solo unos pocos ajustes en las líneas de producción normales de Intel, la compañía dice.
Eso, a su vez, los hace más sencillos de producir que otros tipos de qubits que hemos visto, aunque todavía estamos hablando de una tecnología increíblemente delicada y sofisticada. Con más qubits producidos, Intel puede compartirlos con otros investigadores.
“Este nivel de sofisticación nos permite innovar operaciones y algoritmos cuánticos novedosos en el régimen de múltiples qubits y acelerar nuestra tasa de aprendizaje en sistemas cuánticos basados en silicio”. dice Dwight Luhman, miembro del personal técnico del Departamento de Energía de EE. Laboratorios Nacionales Sandia.
Los equipos, incluidos los de Sandia National Laboratories, deberían poder trabajar para mejorar el rendimiento de estas QPU y reducir las tasas de error, que es un problema perenne cuando se trata de desarrollar computadoras cuánticas.
No todo el mundo está de acuerdo en que el silicio sea el camino a seguir para la computación cuántica, pero investigaciones anteriores han demostrado que colocar computadoras cuánticas en componentes utilizados en la computación clásica convencional podría ser a enfoque factible.
Diversos enfoques pueden ser justo lo que necesitamos para resolver los problemas de la computación cuántica, lo que finalmente conducirá a sistemas que puedan abordar desafíos informáticos masivos que van mucho más allá de lo que las máquinas actuales pueden asumir.
“Si bien todavía hay preguntas y desafíos fundamentales que deben resolverse en el camino hacia una computadora cuántica tolerante a fallas, la comunidad académica ahora puede explorar esta tecnología y acelerar el desarrollo de la investigación”. dice Clarke.