Google acaba de hacer historia al anunciar un importante avance en la computación cuántica con su nuevo procesador Willow, un chip cuántico de 105 cúbits que ha resuelto un problema que la mejor supercomputadora habría necesitado un cuatrillón de veces la edad del universo para resolver.
El nuevo chip cuántico de Google resolvió uno de los mayores problemas de la computación cuántica
Los científicos de Google acaban de crear un procesador que en pocos minutos ha resuelto un problema que habría llevado alrededor 10 septillones de años al mejor superordenador del mundo resolver. Este avance atiende uno de los mayores problemas de la computación cuántica, la tasa de errores de los cúbits físicos, que hasta ahora limitaba su escalabilidad y aplicación práctica.
Los cúbits son unidades fundamentales de información cuántica, pero a comparación con los bits de las computadoras tradicionales que son mucho más confiables, los cúbits son inestables y son propensos a los fallos. Sin embargo, Willow ha logrado demostrar, por primera vez, que lo errores pueden reducirse exponencialmente a medida que incrementa el tamaño del sistema. Este concepto fue propuesto en 1955 por el informático Peter Shor, lo que en un principio era considerado como un hito teórico fundamental para la computación, ahora, finalmente fue alcanzado.
«Lo que hemos podido hacer en la corrección de errores cuánticos es un hito realmente importante, para la comunidad científica y para el futuro de la computación cuántica, que es demostrar que podemos crear un sistema que funcione por debajo del umbral de corrección de errores cuánticos», mencionó Julian Kelly, director de hardware cuántico de Google Quantum AI, al sitio web de ciencias Live Science.
El procesador Willow utiliza cúbits lógicos, una tecnología que agrupa cúbits físicos en redes reticulares, como matrices de 3×3, 5×5 o 7×7. Esta configuración permite que los cúbits físicos compartan información de manera redundante. Si uno falla, los datos pueden recuperarse de otros cúbits en la red, asegurando la continuidad de los cálculos.
En pruebas realizadas por los investigadores de Google, liderados por Michael Newman y Kevin Satzinger, Willow mostró una mejora en la estabilidad de los cúbits. Cada vez que el tamaño de la red se incrementó, los errores se redujeron a la mitad. Este comportamiento, conocido como «supresión exponencial de errores», es una de las claves para la construcción de computadoras cuánticas más grandes y confiables.
El desarrollo de Willow representa un gran avance respecto a su predecesor, el procesador Sycamore. Este chip que fue presentado en 2019, también marco un gran hito al resolver un cálculo en minutos que habría tomado miles de años de una supercomputadora convencional. Lo que hace a Willow tan especial es mejorar significaticamente el tiempo de coherencia de los cúbits, alcanzando casi 100 microsegundos, lo que es cinco veces más que Sycamore.
Por otro lado, el diseño y la fabricación de Willow ha incorporado mejoras en los protocolos de calibración y algoritmos de aprendizaje automático para poder identificar y corregir errores de manera más eficiente. Aunque Willow no está diseñado para aplicaciones prácticas, sí representa un gran avance tecnológico gracias a su capacidad de reducir errores y demostrar escalabilidad. Estos avances permitirán que en un futuro las computadoras cuánticas puedan atender problemas mucho más complejos en áreas como la simulación de sistemas físicos, la optimización e incluso, la ciencia de los materiales.
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