Microsoft ha batido el récord de utilización de cúbits dotados de corrección de errores

El principal problema al que se enfrentan los computadores cuánticos en el ámbito de la corrección de errores es el ruido, entendido como las perturbaciones que pueden alterar el estado interno de los cúbits e introducir errores de cálculo.

La estrategia por la que están optando muchos de los grupos de investigación que están involucrados en el desarrollo de los computadores cuánticos consiste en monitorizar las operaciones que llevan a cabo los cúbits para identificar errores en tiempo real y corregirlos.

El problema es que desde un punto de vista práctico esta estrategia es muy desafiante.

No obstante, hay un camino alternativo.

Se conoce como ‘mitigación de errores’, y, muy a grandes rasgos, en vez de monitorizar en tiempo real qué sucede en los cúbits permite que lleven a cabo sus cálculos aunque tengan errores y solo al final del proceso se infiere cuál es el resultado correcto.

Un estudio del MIT ha demostrado que las técnicas de mitigación de errores cuánticos se vuelven más ineficientes a medida que se incrementa la complejidad de la máquina cuántica.

Cuantos más cúbits tenga el prototipo de computador cuántico más probable será que adolezca de una mayor tasa de errores.

Por esta razón estos científicos defienden que la mitigación de errores no es una solución viable a largo plazo si queremos implementar una estrategia de corrección de errores completa.

Afortunadamente, no está todo perdido. Un grupo de investigación en computación cuántica australiano, otro holandés y un tercer equipo japonés han publicado en Nature otros tantos artículos científicos en los que explican con todo detalle el procedimiento que han utilizado para poner a punto cúbits superconductores que tienen una precisión superior al 99%.

Pero lo mejor de todo es que cuando los errores son tan poco frecuentes es mucho más fácil corregirlos.

Y, además, tenemos el hito que acaba de alcanzar Microsoft en colaboración con la empresa de computadores cuánticos Atom Computing.

Varios ingenieros de la compañía de Redmond hicieron una demostración de ejecución de operaciones lógicas con un computador cuántico fabricado por la compañía Quantinuum (que emplea cúbits con iones atrapados) utilizando la mayor cantidad de cúbits dotados de corrección de errores hasta la fecha.

“Desde abril hemos conseguido triplicar el número de cúbits lógicos, así que estamos acelerando hacia el hito que nos llevará a tener cien cúbits lógicos“, explica Krysta Svore, una de las ingenieras de Microsoft.

Los cúbits lógicos representan una forma de superar la dificultad que conlleva la utilización de cúbits hardware o físicos, que son extremadamente sensibles al ruido, y, por tanto, propensos a cometer errores.

Cada cúbit lógico se construye de forma abstracta sobre varios cúbits físicos o de hardware, de manera que un único cúbit lógico codifica un solo cúbit de información cuántica, pero con redundancia.

Precisamente es esta redundancia la que permite detectar y corregir los errores que están presentes en los cúbits físicos.

Microsoft no está sola en este proyecto.

Cuenta con la complicidad de Atom Computing, que es una empresa especializada en la puesta a punto de computadores cuánticos con cúbits de átomos neutros.

Esta última compañía ya tiene listo hardware con más de 1.000 cúbits físicos.

Como hemos visto son necesarios varios cúbits hardware para poner a punto un único cúbit lógico, pero cada vez son necesarios menos cúbits físicos para obtener un cúbit lógico robusto.

Precisamente esta es la estrategia en la que están trabajando Microsoft, Atom Computing y muchas otras compañías y grupos de investigación.

Raj Hadra, el director general de la compañía Quantinuum, sostiene que la corrección de errores total llegará a finales de esta década y no a mediados de la próxima, como vaticinaron algunos expertos hace apenas un par de años. 

Fuente: Ars Technica