Un prototipo de la computadora cuántica Libra
Quera
Unos ordenadores cuánticos útiles y libres de errores podrían estar listos en sólo dos años, afirman investigadores de la empresa de computación cuántica QuEra.
La computación cuántica es una tecnología que madura rápidamente y la industria que la rodea está creciendo rápidamente. El mayor obstáculo para que las computadoras cuánticas actuales tengan usos en química, materiales y desarrollo de fármacos radica en su propensión a errores, lo que limita la complejidad de los cálculos que pueden ejecutar. Ahora, Yuval Boger de QuEra y sus colegas confían en que pronto superarán este obstáculo.
Está previsto que Libra, la computadora cuántica tolerante a fallas de la empresa, una computadora que puede detectar y corregir sus propios errores, llegue en 2028 y esté disponible a través de la nube a través de una colaboración con Amazon Web Services (AWS). Actualmente, no existe una computadora cuántica tolerante a fallas completamente funcional. “Tener el primer ordenador cuántico tolerante a fallos será como romper la barrera del sonido”, afirma Boger.
Los componentes básicos de Libra, llamados qubits, estarán formados por átomos eléctricamente neutros, extremadamente fríos, controlados con láser. Contendrá entre 10.000 y 15.000 qubits, que se dividirán en 256 grupos llamados qubits lógicos, cada uno de los cuales cometerá un error sólo una vez entre un millón de veces, incluso si la confiabilidad de los qubits individuales dentro de esos grupos es menor.
Los investigadores de QuEra proyectan que esto permitirá a Libra ejecutar un “megaquop” o 1 millón de operaciones. En 2025, el experto en computación cuántica John Preskill del Instituto de Tecnología de California le dijo a New Scientist que una máquina megaquop podría marcar el comienzo de una nueva era para la computación cuántica. Pero el salto que debe dar el equipo de QuEra para cumplir esta promesa es alto. Actualmente, la mayor variedad de qubits de átomos neutros contiene 6100 de ellos, pero aún no se han utilizado para cálculos. La mayor cantidad de qubits lógicos con corrección de errores fabricados hasta ahora es 48. Gigantes de la industria como IBM predicen que podrán ofrecer computadoras cuánticas tolerantes a fallas a partir de 2029.
Jonathan King de Atom Computing, que también fabrica computadoras cuánticas de átomos neutros, dice que un sistema informático completamente funcional, a diferencia de una demostración de laboratorio, requerirá la integración de muchos avances científicos y de ingeniería. Según Boger, QuEra utiliza actualmente cinco máquinas experimentales para perfeccionar diferentes aspectos de Libra, como la sustitución de átomos que se vuelven defectuosos al calentarse o la gestión de la potencia del gran número de láseres necesarios y su combinación.
“La balanza ha pasado del 90 por ciento de ciencia al 10 por ciento de ingeniería y ahora se inclina más hacia la ingeniería”, dice Boger. Los científicos de la empresa también están trabajando para mejorar la forma en que se utilizan las computadoras convencionales para controlar y monitorear los qubits, además de colaborar con el equipo de AWS para integrar Libra en la infraestructura de nube convencional de la compañía.
“Todavía queda mucho por hacer”, afirma Thomas Wong de la Universidad de Creighton en Nebraska. “Es posible que lleguen allí en 2028, pero es igualmente posible que lo superen en un par de años o más”. Joe Fitzsimons de Horizon Quantum Computing dice que el plan para Libra es ciertamente ambicioso, pero que la empresa ya ha estado involucrada en avances relacionados con la corrección de errores para computadoras cuánticas, por lo que tiene un sólido historial. Hay varias formas diferentes de crear qubits, pero el enfoque del átomo neutro se presta a una conversión más sencilla entre qubits y qubits lógicos, lo que podría resultar una ventaja clave, afirma.
Incluso si todo va según lo planeado, quedará una pregunta: ¿qué puede hacer una máquina megaquop? Boger afirma que será muy adecuado para simulaciones complejas de sistemas de física y ciencia de materiales que actualmente son demasiado difíciles para los ordenadores cuánticos convencionales y existentes. Y espera que los investigadores lo utilicen para desarrollar mejores algoritmos de computación cuántica para la próxima generación de máquinas tolerantes a fallas. “No me sorprendería que la mayoría de los algoritmos que acaban siendo útiles no se hayan descubierto todavía”, afirma Boger.
En opinión de Wong, Libra tiene más posibilidades de ser una máquina de descubrimiento y lanzamiento de aplicaciones innovadoras. “Yo diría que QuEra espera moldear la dirección de investigación de la comunidad para ayudarlos a descubrir qué hacer con sus 256 qubits lógicos”, dice.
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