¿Podría un nuevo enfoque ayudar a que las computadoras cuánticas sean sin errores?
Quantique Nord
Una nueva empresa de computación cuántica canadiense afirma que su nuevo qubit permitirá computadoras cuánticas sin errores mucho más pequeñas y más baratas. Pero llegar allí habrá un fuerte desafío.
Para corregir sus propios errores, una computadora tradicional guarda duplicados de información en múltiples lugares, una práctica llamada redundancia. Para que las computadoras cuánticas logren su propia versión de redundancia, generalmente requieren muchos bits cuánticos adicionales o qubits, cientos de miles de ellos.
Ahora, Julien Camirand Lemyre en Quantique Nord y sus colegas han creado un qubit que dicen que les permitirá reducir ese número a solo cientos. “La idea subyacente básica detrás de nuestro hardware es … tener qubits que tienen redundancia intrínseca”, dice.
Hay varias versiones competidoras de qubits, como pequeños circuitos superconductores y átomos extremadamente fríos. El qubit de Nord Quantique es una cavidad superconductora llena de radiación de microondas: las partículas que transportan esta radiación, los fotones, están atrapados dentro de la cavidad donde rebotan de un lado a otro, y la información se puede codificar en sus estados cuánticos.
Diseños qubit similares se han construido antes, pero el nuevo es el primero con “codificación multimodo”. Esto significa que los investigadores utilizaron varias de las propiedades del fotón a la vez para almacenar información, un método de codificación que hace que esos datos sean más resistentes a los errores de computadora cuántica comunes.
Victor Albert En la Universidad de Maryland, dice que la corrección de errores cuánticos requiere más qubits, por lo que la información puede almacenarse en un grupo de qubits conectados en lugar de uno solo, protegiendo el sistema de cualquier fallas de qubit individual, o para que cada qubit sea “más grande” en el sentido de cómo la información se almacena dentro de él.
El nuevo qubit utiliza la segunda técnica, almacenando información en un espacio matemático que es efectivamente cuatro dimensiones, dice.
Debido a esto, Nord Quantique proyecta que sus computadoras cuánticas tolerantes a fallas serán hasta 50 veces más pequeñas que las que usan qubits hechos de circuitos superconductores, como los más avanzados construidos hasta la fecha. Además, la compañía estima que las máquinas construidas con sus qubits consumirán solo una décima potencia que estas otras máquinas.
Sin embargo, Nord Quantique aún no ha presentado datos sobre más de un qubit. Tampoco ha utilizado su nuevo qubit en un cálculo, aparte de verificar que de hecho admite la codificación multimodo. Pasan muchos pasos y desafíos técnicos en el camino del equipo hacia la computación cuántica a escala.
“Es demasiado pronto para saber si este enfoque hacia el cálculo tolerante a fallas … es intrínsecamente más ventajoso que algunos de los otros enfoques que se persiguen”, dice “, dice Barbara Terhal en la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos.
Michel Devoret En la Universidad de Yale dice que el nuevo trabajo es “un incremental, en lugar de un innovador, que da como resultado la ciencia de la corrección de errores cuánticos”, pero muestra el dominio de la compañía sobre los desafíos técnicos.
Lemyre dice que ahora están trabajando para construir más qubits y mejorar su diseño actual. Por ejemplo, quieren agregar “mecanismos de perfección” que manipularán la información almacenada dentro del qubit, como tiene que suceder cuando una computadora cuántica ejecuta un cálculo. Esperan construir una computadora cuántica práctica con más de 100 de sus qubits resistentes a los errores para 2029.
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