La computación cuántica está en pleno apogeo y los pasos previstos para finales de esta década están avanzando. El mes pasado, Microsoft y Atom Computing anunciaron un récord cuántico que les lleva a anunciar el próximo año un ordenador con esta tecnología que supera las capacidades clásicas. Casi simultáneamente, IBM introdujo avances en hardware (procesador Heron) y software (beso) para ejecutar algoritmos complejos 50 veces más rápido que los métodos convencionales y a una escala y precisión sin precedentes. Este lunes Google presenta Naturaleza Willow, un chip cuántico (superconductor) que permite resolver un problema en cinco minutos deber de remisión (RCS) que el superordenador más rápido “tardará 10 septillones de años en completarse (un cuatrillón en el sistema europeo, lo que equivale a 10 seguido de 24 ceros)”, explica Harmut Neven, científico y fundador del Laboratorio de Inteligencia Cuántica Artificial de Google.
El desarrollo de Willow se completa con el tráiler, publicado en el verano en Arxiven corrección de errores. Son los fallos que se crean en la computación cuántica debido a perturbaciones que cambian la superposición de las partículas, la propiedad física de estar en dos estados al mismo tiempo, y que permiten que la capacidad de procesamiento en los sistemas cuánticos crezca exponencialmente.
“Errores”, precisa Michael NewmanEl científico investigador de Google Quantum AI, “puede ser causado por una variedad de cosas que van desde defectos microscópicos de materiales hasta rayos cósmicos o radiación ionizante. Por estas razones, sólo podemos realizar cientos de operaciones antes de ver un error”. Mantenerlos con avances como los anunciados hoy se considera el desafío más crítico de la informática con esta tecnología.
Agrupar qubits físicos (átomos, iones, fotones o sistemas superconductores) en qubits lógicos entrelazados que actúan como uno solo permite, con corrección de errores, una mayor precisión y una vida útil superior a los nanosegundos. Pero, hasta ahora, utilizar más unidades físicas para generar lógica y aumentar la capacidad implicaba más errores.
“Existe una línea mágica”, señala Newman, “que llamamos umbral de corrección de errores cuánticos, donde estas dos fuerzas opuestas son exactamente iguales y, si el procesador es lo suficientemente bueno como para estar por debajo de esta línea, donde los qubits y las operaciones son exactamente iguales”. funciona bastante bien, a medida que se obtienen grupos más grandes (qubit lógicos), la tasa de error es menor y disminuye exponencialmente muy rápidamente”.
Ese “procesador bastante bueno” es Willow, según el científico. “Lo hemos utilizado por debajo de este punto de inflexión crítico y, como utiliza más qubits, estamos viendo una supresión de errores exponencial”, señala Newman.
“Esto resuelve un desafío clave en la corrección de errores cuánticos que se ha estado persiguiendo durante casi 30 años. “Quiero enfatizar lo que esto significa: por primera vez, un sistema se vuelve más cuántico a medida que crece, en lugar de ser más clásico”, señala Neven.
Por primera vez, un sistema se vuelve más cuántico a medida que crece, en lugar de ser más clásico
Harmut Neven, científico y fundador del Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica
De esta forma, Google afirma haber evitado la maldición y reducido exponencialmente los fallos a un factor de dos (mitad y mitad consecutivos) a medida que se añaden más qubits. Sin embargo, “ese rendimiento (lógico) está limitado por eventos de error correlacionados poco frecuentes que ocurren aproximadamente una vez por hora”, según una investigación publicada en agosto.
Para medir la eficacia de Willow, de 105 qubits, Google ha utilizado muestreo aleatorio del condado (RCS), una prueba de selección estocástica (aleatoria) que garantiza que cada circuito tiene la misma probabilidad de ser seleccionado. RCS es, según Google, la prueba más difícil que se puede realizar actualmente en un ordenador cuántico para determinar si sería imposible ejecutarlo en un ordenador clásico. La misma prueba se utilizó para probar Sycamore, la computadora cuántica de la compañía, en 2019 y el pasado Octubre. “En comparación, Willow es dos veces mejor”, señala Newman.
Tanto el chip como la corrección de errores son pasos esenciales en el desarrollo de un ordenador cuántico a gran escala y tolerante a fallos que permita aplicaciones revolucionarias, como el descubrimiento de fármacos, la creación de baterías más eficientes para vehículos eléctricos o avances en la fusión nuclear, entre otros ejemplos. “La misión de nuestro equipo es desarrollar la computación cuántica para problemas que de otro modo serían intratables, problemas para los cuales los ordenadores clásicos no son herramientas adecuadas”, explica. Maravilla.
carrera en ibm
En el mismo camino está IBM, otro gigante de la computación cuántica con una propia guía lo que lleva a la multinacional a anunciar ventaja o utilidad cuántica (la capacidad de realizar operaciones imposibles para un sistema clásico en un tiempo razonable) para 2029.
Su sistema se basa en la combinación de chips mejorados año tras año, como el Heron R2, que ya alcanza los 156 qubits, con un sistema de programación (Qiskit) capaz de duplicar la capacidad ejecutiva conseguida hace sólo un año (recogida por Naturaleza) a 50 veces la velocidad.
Para IBM y compatible con los resultados recopilado y publicado en arXiv, Qiskit es “el software “El dispositivo de computación cuántica de mayor rendimiento del mundo permite a los desarrolladores construir más fácilmente circuitos cuánticos complejos con estabilidad, precisión y velocidad”.
“El progreso en nuestra hardware (equipos) y Qiskit están permitiendo a nuestros usuarios construir nuevos algoritmos donde los recursos avanzados de supercomputación cuántica y clásica pueden unirse para combinar sus respectivas fortalezas”, dijo Jay Gambetta, vicepresidente de IBM Quantum.
La compañía ahora está probando el Quantum Flamingo, que combina dos chips Heron R2 con cuatro conectores. La tasa de error detectado es del 3,5% para una operación de 235 nanosegundos y se espera que mejore para lanzar un sistema basado en Flamingo a finales de 2025.
La combinación de recursos clásicos y cuánticos es un denominador común, especialmente con la inclusión de la inteligencia artificial. La computadora anunciada por Microsoft y Atom Computing, además del sistema cuántico desarrollado por átomos neutros, integrará computación en la nube de alto rendimiento (HPC) y modelos avanzados de inteligencia artificial desde la plataforma. Elementos azules,
(etiquetasTraducir)Computadora(s) Cuántica(s)Computadora(s)Tecnología(s)Semiconductores y Sistemas(s)Informática(s)Google(s)Física(s) Cuántica(s)Hardware(s)Software
