Logran hito clave en computación cuántica al crear el primer procesador cuántico lógico operativo del mundo

En computación cuántica, el bit cuántico o “qubit” es la unidad de información, como el bit convencional lo es en la computación convencional.

Sin embargo, dotar de un soporte físico adecuado a los bits cuánticos es muchísimo más difícil que hacerlo para los bits convencionales.

Entre esos candidatos físicos a bit cuántico, hay átomos, iones y fotones.

No basta con acumular una cantidad lo bastante grande de qubits físicos.

Hay que evitar que dejen de funcionar, un reto difícil porque tales bits cuánticos son intrínsecamente inestables y propensos a salir de sus estados cuánticos.

El Santo Grial de la computación cuántica útil es disponer de los llamados qubits lógicos: paquetes de qubits físicos redundantes y con corrección de errores, que puedan almacenar de manera fiable información para su uso en un algoritmo cuántico.

Crear qubits lógicos como unidades tan controlables como lo son los bits de la computación clásica, ha sido una meta largamente perseguida por los expertos en computación cuántica, y en general se acepta que hasta que los computadores cuánticos no puedan funcionar de forma fiable con qubits lógicos, esta nueva clase de computación no podrá despegar realmente.

Hasta la fecha, los mejores sistemas de computación cuántica han demostrado uno o dos qubits lógicos y una operación de una puerta cuántica entre ellos.

Un equipo integrado, entre otros, por Dolev Bluvstein y Mikhail Lukin, de la Universidad Harvard en Estados Unidos, ha logrado un hito clave en la búsqueda de una computación cuántica estable y ampliable a escalas mayores.

Por primera vez, el equipo ha creado un procesador cuántico lógico programable, capaz de codificar hasta 48 qubits lógicos y ejecutar cientos de operaciones de puerta lógica.

El componente clave del sistema es un bloque de átomos de rubidio suspendidos ultrafríos, en el cual los átomos (los qubits físicos del sistema) pueden moverse y conectarse en pares (o “entrelazarse“) a mitad del cálculo.

Los pares de átomos entrelazados forman puertas, que son unidades de potencia informática.

Anteriormente, el equipo había demostrado bajas tasas de error en sus operaciones de entrelazado, lo que demuestra la confiabilidad de su sistema de matriz de átomos neutros.

Con su procesador cuántico lógico, los investigadores ahora demuestran el control multiplexado paralelo de un parche completo de qubits lógicos, utilizando láseres.

Este resultado es más eficiente y escalable que tener que controlar qubits físicos individuales.

Su sistema es la primera demostración de ejecución de algoritmos a gran escala en un computador cuántico con corrección de errores.

Todo apunta a que estamos en vísperas de la llegada definitiva de la computación cuántica tolerante a fallos y sin interrupciones.

En otras palabras, el dispositivo creado es el primer procesador cuántico lógico del mundo (hasta donde se sabe, o sea tecnología militar secreta aparte) capaz de desempeñar bien su trabajo, sin los problemas que han aquejado a otros previos.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado especialistas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y de la empresa QuEra Computing, en Estados Unidos ambas entidades.

Fuente: Nature