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La computación cuántica avanza rápidamente, con desarrollos que están adelantando las proyecciones previstas para finales de esta década. Recientemente, Microsoft y Atom Computing anunciaron un récord cuántico, revelando planes para el lanzamiento de un ordenador cuántico el próximo año, que superará las capacidades de las máquinas clásicas. Por su parte, IBM presentó avances en hardware (como el procesador Heron) y software (Qiskit), que permiten ejecutar algoritmos complejos 50 veces más rápido que los métodos convencionales.
En este contexto, Google ha dado un paso decisivo con la presentación de Willow, un chip cuántico superconductores capaz de resolver en solo 5 minutos una tarea de referencia (RCS) que, según explica Harmut Neven, científico y fundador del Quantum Artificial Intelligence Lab de Google, tomaría a un superordenador tradicional "10 septillones de años" (equivalente a 10 seguido de 24 ceros). Este desarrollo se acompaña de un avance crucial en la corrección de errores en computación cuántica, un desafío que ha preocupado a los científicos durante años.
En el campo de la computación cuántica, los errores pueden ser causados por factores como defectos materiales, rayos cósmicos o radiación ionizante. Estos fallos pueden interferir en la superposición de partículas, una propiedad esencial que permite que los sistemas cuánticos realicen cálculos de manera exponencialmente más eficiente. Según Michael Newman, científico de Google Quantum AI, “los errores pueden ocurrir tras cientos de operaciones, lo que hace que superar este reto sea uno de los mayores desafíos de la computación cuántica”.
El enfoque de Google para superar este obstáculo es la agrupación de cúbits físicos en cúbits lógicos entrelazados, lo que permite una mayor precisión y una vida útil más allá de los nanosegundos. Sin embargo, aumentar la cantidad de unidades físicas para crear cúbits lógicos puede incrementar el riesgo de errores. "Hay un umbral de corrección de errores cuánticos", explica Newman, "y cuando el procesador alcanza este umbral, las tasas de error disminuyen exponencialmente a medida que se agrupan más cúbits".
Willow ha logrado superar este umbral, y según los investigadores, "a medida que el número de cúbits aumenta, los errores disminuyen exponencialmente". Neven destaca que este avance significa que, por primera vez, "un sistema se vuelve más cuántico a medida que crece, en lugar de más clásico", lo que abre nuevas posibilidades para la computación cuántica.
Aunque el rendimiento de Willow sigue estando limitado por eventos raros de error que ocurren una vez por hora, la investigación muestra que se ha logrado una reducción significativa en los fallos. Para probar la eficacia del chip de 105 cúbits, Google recurrió al muestreo aleatorio de circuitos (RCS), una prueba que garantiza que cada circuito tenga la misma probabilidad de ser seleccionado, y que ha sido utilizada previamente para probar otros sistemas cuánticos de la compañía. En comparación con el Sycamore de 2019, Willow ha mostrado ser aproximadamente el doble de eficiente.
Este avance es un paso crucial para desarrollar ordenadores cuánticos a gran escala y con tolerancia a fallos, lo que podría tener aplicaciones revolucionarias en áreas como la investigación de medicamentos, la creación de baterías más eficientes para vehículos eléctricos y los avances en energía de fusión nuclear. "Nuestra misión es desarrollar computación cuántica para resolver problemas que son imposibles de abordar con computadoras clásicas", explica Neven.
IBM también avanza en la carrera de la computación cuántica con una hoja de ruta que lleva a la empresa a anunciar la ventaja cuántica para 2029. La compañía sigue mejorando sus chips, como el Heron R2, que ya tiene 156 cúbits, y el software Qiskit, que permite a los desarrolladores construir circuitos cuánticos complejos con mayor estabilidad, precisión y velocidad.
A pesar de sus diferencias, tanto IBM como Google coinciden en la integración de recursos clásicos y cuánticos, especialmente con la incorporación de inteligencia artificial. Esto será clave en los desarrollos futuros, como los anunciados por Microsoft y Atom Computing, que combinarán computación cuántica con inteligencia artificial a través de plataformas en la nube como Azure Elements.
Fuente: El País
