IBM y Google están desarrollando sistemas informáticos cuánticos con cientos de miles o millones de qubits, que se espera que estén terminados en los próximos 10 años.
Computadora cuántica de IBM. Foto: IBM
A finales del año pasado, IBM se hizo con el récord del ordenador cuántico más grande, con un procesador de 433 bits cuánticos, o qubits, la unidad de procesamiento de información cuántica. En la cumbre del G7, la compañía anunció una ambición mayor: completar una computadora de 100.000 qubits en los próximos 10 años.
IBM dijo que gastará 100 millones de dólares para crear una supercomputadora capaz de resolver problemas que ninguna otra supercomputadora puede resolver. La idea de IBM es utilizar esta computadora de 100.000 qubits, combinada con las mejores supercomputadoras, para crear nuevos medicamentos, nuevos fertilizantes, nuevos compuestos para baterías y una serie de aplicaciones más.
La computación cuántica procesa información basándose en la explotación de las propiedades de las partículas elementales. Los electrones, átomos y moléculas pequeñas pueden existir en múltiples estados de energía al mismo tiempo, lo que se conoce como principio de superposición, y los estados de las partículas pueden estar interconectados. Cada qubit puede existir en estados 0 y 1 al mismo tiempo, en lugar de 0 o 1 como los bits de computadora convencionales, lo que permite realizar múltiples cálculos al mismo tiempo.
Computadora cuántica de un millón de qubits
A pesar de su promesa, las computadoras cuánticas hasta ahora no han logrado hacer nada útil que las supercomputadoras convencionales no puedan hacer. La razón es que no tienen suficientes qubits y los sistemas de computación cuántica se ven fácilmente perturbados por pequeñas perturbaciones, llamadas ruido.
Los investigadores predicen que los sistemas de computación cuántica tendrán que ampliarse significativamente para poder dedicar una gran parte de qubits a corregir errores introducidos por el ruido.
Por lo tanto, el número de qubits por sí solo no representa las capacidades de una computadora cuántica. Se necesitan más detalles sobre cómo se fabrican los qubits, su capacidad para corregir errores debidos al ruido y su capacidad para funcionar en la práctica.
Google dijo que desarrollará una computadora cuántica de un millón de qubits esta década. Foto: Reuters
IBM no es la única empresa que se fija grandes objetivos. Google dice que quiere crear una computadora cuántica de un millón de qubits para finales de esta década, de los cuales sólo 10.000 qubits se utilizan para cálculos y el resto para corrección de errores.
IonQ pretende tener 1.024 “qubits lógicos”, cada uno compuesto por un circuito de corrección de errores de 13 qubits físicos, para 2028. PsiQuantum, al igual que Google, también pretende construir una computadora cuántica de un millón de dígitos, pero no reveló cronogramas o configuraciones de corrección de errores.
No hay garantía de éxito
Los qubits de IBM actualmente están formados por anillos metálicos superconductores, que se asemejan a los átomos cuando funcionan a temperaturas de mikelvin, ligeramente superiores al cero absoluto o -273 grados Celsius, dijo IBM. Los qubits de este tipo sólo pueden ampliarse hasta un máximo de 5.000 qubits con la tecnología actual, que no es lo suficientemente grande como para proporcionar muchos beneficios computacionales.
Actualmente, cada qubit superconductor de IBM requiere unos 65 vatios para funcionar. Con 100.000 qubits, se necesitaría una central nuclear para proporcionar energía y miles de millones de dólares para desarrollar ordenadores. Jay Gambetta, vicepresidente de la división de computación cuántica de IBM, dijo que la compañía planea utilizar tecnología de "semiconductores de óxido metálico complementario" (CMOS) que se pueden instalar junto a los qubits para operar, que sólo tienen decenas de milivatios de potencia.
CMOS se encuentra todavía en fase experimental y las tecnologías necesarias para un superordenador cuántico aún no existen, admitió Gambetta.
No hay garantía de que los 100 millones de dólares gastados en este proyecto sean suficientes para crear una computadora de 100.000 qubits. "Definitivamente existe un riesgo", dijo Gambetta.
"Este no será un viaje completamente sencillo", afirmó Joe Fitzsimons, director ejecutivo de Horizon Quantum, un desarrollador de software cuántico con sede en Singapur.
Según Fitzsimons, el plan de IBM parece razonable, aunque existen muchos obstáculos potenciales. "A esta escala, será difícil desarrollar sistemas de control que puedan operar de manera eficiente una cantidad tan grande de qubits", dijo el experto.
Según Zing
