La empresa estadounidense Atom Computing crea el primer ordenador cuántico con 1.180 qubits, que puede mejorar la precisión de la máquina.
El ordenador cuántico más grande construido por Atom Computing. Foto: Atom Computing
El primer ordenador cuántico del mundo tiene más del doble de bits cuánticos (cúbits) que el anterior poseedor del récord mundial, el ordenador Osprey de IBM (433 cúbits). Si bien un mayor número de cúbits no implica necesariamente un mejor rendimiento, una gran cantidad de cúbits es esencial para futuros ordenadores cuánticos sin errores, a diferencia de las ruidosas máquinas de investigación actuales. Los ordenadores cuánticos más grandes, como los de IBM y Google, utilizan circuitos superconductores refrigerados a temperaturas extremadamente bajas. Sin embargo, el ordenador que batió el récord, creado por la startup californiana Atom Computing, tiene 1180 cúbits y utiliza átomos neutros fijados mediante láseres en una red bidimensional, según informó New Scientist el 24 de octubre.
Una ventaja de este diseño es la facilidad para escalar el sistema y añadir más cúbits a la red, según Rob Hays, director ejecutivo de Atom Computing. Cualquier futura computadora cuántica útil y libre de errores (una propiedad denominada tolerancia a fallos) necesitará al menos decenas de miles de cúbits de corrección de errores que operen en paralelo con los cúbits de programación.
“Si simplemente escalamos a decenas de cúbits, como hacen la mayoría de los sistemas superconductores y con trampa de iones hoy en día, nos llevará mucho tiempo llegar a la era de las máquinas tolerantes a fallos. Con el enfoque del átomo neutro, podemos lograrlo mucho más rápido”, explica Hays. El equipo de Computación Atómica pretende multiplicar por diez el número de cúbits en la máquina cada dos años, afirma.
A diferencia de los bits de computadora convencionales, que son 1 o 0, los cúbits son más diversos, con una gama de características diferentes según su estructura. Los átomos neutros se adaptan mejor al entrelazamiento cuántico, un extraño efecto cuántico en el que dos cúbits se enlazan y pueden influirse mutuamente incluso a grandes distancias. También son más estables. El cúbit en la computadora de Atom Computing evita que el estado cuántico colapse, logrando tolerancia a fallos, durante casi un minuto. En comparación, la computadora Osprey de IBM tiene un tiempo de enlace de cúbits de tan solo 70 a 80 microsegundos.
El largo tiempo de coherencia proviene del átomo de iterbio que Hays y sus colegas usaron como cúbit. La mayoría de las máquinas de átomos neutros utilizan los electrones del átomo como elementos cuánticos para realizar cálculos, pero estos se ven fácilmente perturbados por los potentes láseres que los mantienen en su lugar. Con el iterbio, los investigadores pudieron aprovechar una característica cuántica del núcleo atómico llamada espín (el momento angular intrínseco de la partícula), que es menos susceptible a las perturbaciones. El núcleo no interactúa con su entorno con tanta fuerza como el electrón, afirma Ben Bloom, investigador de Atom Computing.
Debido a la diversidad de características de los cúbits, es difícil compararlos entre distintas máquinas. Sin embargo, Bloom afirmó que la máquina de Atom Computing es comparable en potencia de procesamiento a la de IBM. El equipo espera poner la computadora a disposición de los clientes el próximo año para aplicaciones de computación en la nube.
An Khang (según New Scientist )
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