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El chip Quantinuum H2

cuántico

Microsoft y la empresa de computación cuántica Quantinuum afirman haber fabricado una computadora cuántica que tiene un nivel de confiabilidad sin precedentes. Su capacidad para corregir sus propios errores podría ser un paso hacia ordenadores cuánticos más prácticos en un futuro próximo.

“Lo que hicimos aquí me pone la piel de gallina. Hemos demostrado que la corrección de errores es repetible, funciona y es fiable”, afirma Krysta Svore en Microsoft.

Los expertos han anticipado desde hace tiempo la llegada de computadoras cuánticas prácticas, que podrían completar cálculos que son Demasiado complejo para ordenadores convencionales.. Aunque los ordenadores cuánticos son cada vez más grandes y complejos, esta predicción aún no se ha cumplido plenamente. Una razón importante para esto es que todas las computadoras cuánticas contemporáneas cometen errores, y a los investigadores les ha resultado técnicamente difícil implementar algoritmos para capturarlos y corregirlos durante el cálculo.

El nuevo experimento puede representar un paso significativo hacia la superación de este problema de error: los investigadores dicen que ejecutaron más de 14.000 rutinas computacionales separadas en los procesadores cuánticos H2 de Quantinuum sin un solo error.

Las computadoras clásicas también cometen errores, pero la corrección de errores se puede codificar en programas haciendo copias de seguridad de la información que se procesa. Este enfoque no es posible en la computación cuántica porque la información cuántica no se puede copiar. Entonces, en cambio, los investigadores lo distribuyeron en grupos de bits cuánticos conectados, o qubits, para crear lo que se conoce como qubits lógicos. El equipo de Microsoft y Quantinuum utilizó 30 qubits para crear cuatro de estos qubits lógicos.

Svore dice que fue la generación de estos qubits lógicos, utilizando un proceso desarrollado por Microsoft, lo que permitió ejecuciones repetidas de experimentos sin errores o tolerantes a fallas. Los qubits individuales suelen alterarse fácilmente, pero en el nivel de los qubits lógicos, los investigadores pudieron detectar y corregir los errores repetidamente.

Dicen que este enfoque fue tan exitoso que los cuatro qubits lógicos produjeron tan solo el 0,125 por ciento de los errores que se observaron cuando los 30 qubits se dejaron desagrupados. Esto significa que los qubits desagrupados habrían producido hasta 800 errores por cada error producido por los qubits lógicos.

«Una tasa de error lógico 800 veces menor que la tasa de error de los qubits físicos es un avance muy significativo en el campo que nos acerca un paso más a la computación cuántica tolerante a fallas», dice Mark Saffman en la Universidad de Wisconsin que no participó en el experimento.

Jennifer Strabley at Quantinuum dice que el hardware del equipo era muy adecuado para los nuevos experimentos porque ofrece un alto grado de control sobre los qubits y porque su computadora cuántica ya tenía algunas de las tasas de error más bajas alcanzadas hasta la fecha.

En 2023, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y sus colegas, incluidos algunos de la startup de computación cuántica QuEra, romper el récord para la mayor cantidad de qubits lógicos: 48 a la vez. Esto es mucho más que los cuatro qubits lógicos del nuevo dispositivo. Pero Strabley dice que el nuevo dispositivo requiere menos qubits físicos por qubit lógico, y los qubits lógicos cometieron menos errores que los construidos por el equipo de Harvard. «Utilizamos muchos menos qubits físicos y obtuvimos mejores resultados», afirma.

Sin embargo, algunos expertos consultados por Científico nuevo Todavía no estaban preparados para calificar el nuevo trabajo como un gran avance en la corrección de errores cuánticos sin más detalles sobre el experimento.

En general, se acepta que sólo los ordenadores cuánticos con 100 o más qubits lógicos podrán realmente abordar problemas científica y socialmente relevantes en áreas que incluyen química o ciencia de materiales. El próximo desafío es hacer que todo sea más grande. Tanto Strabley como Svore dicen que confían en que la colaboración de larga data entre Microsoft y Quantinuum llegará pronto.

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