IBM Avanza en la Computación Cuántica con Corrección de Errores para el Fin de la Década

IBM ha marcado un hito importante en el campo de la computación cuántica al anunciar la producción de dos nuevos sistemas cuánticos que refuerzan su hoja de ruta prevista para 2023. Uno de estos sistemas usa un chip llamado 'Condor', destacando por ser el procesador cuántico basado en transmones más grande hasta la fecha, con 1,121 qubits funcionales. El otro sistema utiliza una combinación de tres chips 'Heron' que cuentan con 133 qubits cada uno. Los chips más pequeños como 'Heron' y su sucesor 'Flamingo' son cruciales en la estrategia de IBM, que ahora se actualiza con expectativas ambiciosas: tener qubits con corrección de errores operativos antes de finalizar la década.

Los Qubits y la Corrección de Errores

El manejo de un qubit implica un alto riesgo de errores en cada fase de su procesamiento, desde la configuración inicial hasta la lectura de su estado, lo que puede comprometer los resultados de algoritmos cuánticos complejos. Para enfrentar este desafío, el futuro de la computación cuántica depende de qubits con corrección de errores, dispersando la información cuántica de un 'qubit lógico' a través de varios qubits de hardware que permiten monitorear y corregir errores en tiempo real.

Para una computación eficiente con qubits lógicos es esencial tener qubits de hardware con tasas de error bajas y en gran cantidad, dado que cada qubit lógico necesita de múltiples qubits de hardware. Se estima que se necesitarán un millón de qubits de hardware para crear máquinas que alberguen un número significativo de qubits lógicos.

Según IBM, se espera alcanzar un número útil de qubits lógicos para finales de esta década. Esto se logrará mediante mejoras incrementales en los qubits individuales a lo largo de varias iteraciones del chip 'Flamingo'.

Mejoras en Qubits y Operaciones (Gates)

IBM ha adoptado un enfoque de dos frentes para preparar su hardware: fabricación consistente de qubits de alta calidad y reducción de errores en operaciones con qubits. El chip 'Condor' es una prueba de éxito en la producción masiva de qubits, mientras que 'Heron' es testimonio del esfuerzo de cuatro años para mejorar el rendimiento de las puertas cuánticas, disminuyendo significativamente los errores.

La introducción de acopladores sintonizables en los qubits ha acelerado las operaciones de las puertas cuánticas en un factor de hasta 10 veces. Previos perfeccionamientos ya fueron ensayados en múltiples versiones del chip 'Eagle', presentado en 2021. Ahora la hoja de ruta incluye iteraciones avanzadas del procesador 'Flamingo' de 156-qubit, y conectividad mejorada entre chips como 'Crossbill' y 'Kookaburra', para aumentar la cantidad de qubits y probar distintas formas de conexión.

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