IBM quiere construir una computadora cuántica de 100,000 qubits

La computación cuántica contiene y procesa la información de una manera que explota las propiedades únicas de las partículas fundamentales: los electrones, los átomos y las moléculas pequeñas pueden existir en múltiples estados de energía a la vez, un fenómeno conocido como superposición, y los estados de las partículas pueden vincularse, o enredados, unos con otros. Esto significa que la información se puede codificar y manipular de formas novedosas, lo que abre la puerta a una serie de tareas informáticas clásicamente imposibles.

Hasta el momento, las computadoras cuánticas no han logrado nada útil que las supercomputadoras estándar no puedan hacer. Eso se debe en gran parte a que no han tenido suficientes qubits y porque los sistemas se interrumpen fácilmente por pequeñas perturbaciones en su entorno que los físicos llaman ruido.

Los investigadores han estado explorando formas de arreglárselas con los sistemas ruidosos, pero muchos esperan que los sistemas cuánticos tengan que escalar significativamente para ser realmente útiles, de modo que puedan dedicar una gran fracción de sus qubits a corregir los errores inducidos por el ruido.

IBM no es el primero en apuntar a lo grande. Google ha dicho que apunta a un millón de qubits para fines de la década, aunque la corrección de errores significa que solo 10,000 estarán disponibles para los cálculos. IonQ, con sede en Maryland, tiene como objetivo tener 1024 “qubits lógicos”, cada uno de los cuales se formará a partir de un circuito de corrección de errores de 13 qubits físicos, realizando cálculos para 2028. PsiQuantum, con sede en Palo Alto, al igual que Google, también tiene como objetivo construir una computadora cuántica de un millón de qubits, pero no ha revelado su escala de tiempo o sus requisitos de corrección de errores.

Debido a esos requisitos, citar la cantidad de qubits físicos es algo así como una pista falsa: los detalles de cómo se construyen, que afectan factores como su resistencia al ruido y su facilidad de operación, son de vital importancia. Las empresas involucradas suelen ofrecer medidas adicionales de rendimiento, como el “volumen cuántico” y la cantidad de “qubits algorítmicos”. En la próxima década, los avances en la corrección de errores, el rendimiento de los qubits y la “mitigación” de errores basada en software, así como las principales distinciones entre los diferentes tipos de qubits, harán que esta carrera sea especialmente difícil de seguir.

Refinando el hardware

Los qubits de IBM actualmente están hechos de anillos de metal superconductor, que siguen las mismas reglas que los átomos cuando se operan a temperaturas mikekelvin, solo una pequeña fracción de grado por encima del cero absoluto. En teoría, estos qubits se pueden operar en un gran conjunto. Pero según la propia hoja de ruta de IBM, las computadoras cuánticas del tipo que está construyendo solo pueden escalar hasta 5000 qubits con la tecnología actual. La mayoría de los expertos dicen que no es lo suficientemente grande como para producir muchos cálculos útiles. Para crear poderosas computadoras cuánticas, los ingenieros tendrán que ir más allá. Y eso requerirá nueva tecnología.

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