Una representación de la supercomputadora cuántica propuesta por IBM
IBM
En menos de cinco años, tendremos acceso a una supercomputadora cuántica sin errores, y dice IBM. La firma ha presentado una hoja de ruta para construir esta máquina, llamada Starling, programada para estar disponible para investigadores de toda la academia e industria en 2029.
“Estos son sueños científicos que se convirtieron en ingeniería”, dice Jay Gambetta en IBM. Él dice que él y sus colegas ahora han desarrollado todas las piezas necesarias para hacer que Starling funcione, y esto los confía en su ambiciosa línea de tiempo. El nuevo dispositivo se alojará en un centro de datos en Nueva York, y Gambetta dice que podría ser útil a los fabricantes de nuevos productos químicos y materiales.
IBM ya ha hecho un Flota completa de computadoras cuánticaspero el camino hacia un dispositivo verdaderamente útil no es sencillo, ni carece de competencia. Los errores continúan estropeando muchos intentos de usar efectos cuánticos para resolver problemas que las mejores supercomputadoras convencionales no pueden.
Debido a esto, construir computadoras cuánticas que corrigen sus propios errores, que son “tolerantes a fallas”, es clave. Así es que estos dispositivos sean más grandes y, por lo tanto, más potentes. Hay Sin consenso sobre el mejor enfoque Para abordar cualquier desafío, por lo que los equipos de investigación buscan una variedad de estrategias.
Todas las computadoras cuánticas dependen de bits cuánticos o qubits, pero algunos equipos hacen estos bloques de construcción de partículas de luz, otras de átomos extremadamente fríos, y en el caso de Starling, IBM usará otra variante: los qubits superconductores. Para que sea sin precedentes y tolerante a fallas, IBM está apostando por dos innovaciones.
Primero, Starling implementará nuevas conexiones entre sus qubits, incluidos aquellos lejos el uno del otro. Cada qubit se integrará en un chip, y los investigadores han desarrollado un nuevo hardware para conectar estos componentes dentro de un solo chip, y para Conectando diferentes chips juntos. Esto les permitirá hacer que Starling sea más grande y capaz de ejecutar programas más complejos que sus predecesores.
Gambetta dice que Starling será capaz de 100 millones de operaciones cuánticas utilizando decenas de miles de qubits: las computadoras cuánticas más grandes de hoy en día tienen alrededor de 1000 qubits físicos. En este caso, los qubits se agruparán en aproximadamente 200 “qubits lógicos”. Dentro de cada uno de estos, múltiples qubits funcionan juntos como una sola unidad informática que es resistente a los errores. El número de registro de qubits lógicos es 50 y actualmente pertenece a la empresa de computación cuántica Quantinuum.
IBM también usará un nueva receta para combinar qubits físicos en qubits lógicos llamado código LDPC, que es una desviación notable de la forma en que se han creado previamente los qubits lógicos en otras computadoras cuánticas superconductoras. Gambetta dice que usar LDPC alguna vez fue visto como un “sueño imposible”, pero su equipo ahora ha desarrollado detalles cruciales para implementarlo.
El beneficio de este enfoque algo poco convencional es que cada qubit lógico creado con la receta LDPC requiere menos qubits físicos que los métodos competitivos. Como resultado, la corrección de errores se puede lograr antes, con dispositivos más pequeños y más fáciles de construir.
“IBM ha sido bastante bueno para establecer una hoja de ruta ambiciosa durante muchos años y lograr algunas cosas geniales”, dice Stephen Bartlett en la Universidad de Sydney en Australia. “Han realizado un montón de innovaciones y mejoras en los últimos cinco años, pero este es un cambio real”. Él dice que tanto el nuevo hardware que conectará los qubits distantes como los nuevos códigos de qubit lógicos son una desviación de los dispositivos bien realizados que IBM ha hecho anteriormente, y deberán ser probados ampliamente. “Parece prometedor, pero realmente está dando un poco de salto de fe”, dice Bartlett.
Matthew Otten En la Universidad de Wisconsin-Madison, dice que el código LDPC solo se ha desarrollado seriamente en los últimos años, y la hoja de ruta de IBM llena todos los espacios en blanco sobre cómo podría funcionar en la práctica. Esto es importante, ya que puede ayudar a los investigadores a identificar posibles cuellos de botella y compensaciones prácticas, dice. Por ejemplo, dice que Starling puede funcionar más lentamente que las computadoras cuánticas superconductoras existentes.
En su tamaño planificado, el dispositivo podría resolver problemas relevantes para sectores como la industria farmacéutica. Aquí, una simulación de una molécula pequeña o una proteína en una computadora cuántica como Starling podría reemplazar un paso experimental costoso y exigente en el proceso de desarrollo de fármacos, dice Otten.
IBM no es el único jugador en el industria de la computación cuántica Eso está corriendo públicamente hacia su próximo avance. Por ejemplo, Quantinuum también tiene planes para una máquina de escala de utilidad tolerante a fallas en 2029, y los planes psiquantum para Construya una supercomputadora cuántica para 2027. “Soy un gran creyente en la competencia”, dice Gambetta.
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