Ordenador cuántico que bate récords con más de 1.000 qubits

La empresa estadounidense Atom Computing crea el primer ordenador cuántico con 1.180 qubits, lo que puede mejorar la precisión de la máquina.

El ordenador cuántico más grande construido por Atom Computing. Foto: Atom Computing — El ordenador cuántico más grande construido por Atom Computing. Foto: *Atom Computing*

La primera computadora cuántica del mundo tiene más del doble de bits cuánticos (qubits) que la anterior poseedora del récord mundial, la Osprey de IBM (433 qubits). Si bien una mayor cantidad de qubits no implica necesariamente un mejor rendimiento, un gran número de qubits es esencial para las futuras computadoras cuánticas libres de errores, a diferencia de las actuales máquinas de investigación, que presentan numerosas interferencias. Las computadoras cuánticas más grandes, como las de IBM y Google, utilizan circuitos superconductores enfriados a temperaturas extremadamente bajas. Sin embargo, la máquina que bate récords, desarrollada por la startup californiana Atom Computing, cuenta con 1180 qubits, utilizando átomos neutros mantenidos en su lugar mediante láseres en una red bidimensional, según informó New Scientist el 24 de octubre.

Una ventaja de este diseño es que permite escalar el sistema fácilmente y añadir más cúbits a la red, según Rob Hays, director ejecutivo de Atom Computing. Cualquier computadora cuántica futura útil que sea libre de errores (una propiedad denominada tolerancia a fallos) necesitará al menos decenas de miles de cúbits de corrección de errores operando en paralelo con el cúbit de programación.

«Si simplemente aumentamos la capacidad a decenas de cúbits, como hacen actualmente la mayoría de los sistemas superconductores y de trampas de iones, tardaremos muchísimo en llegar a la era de las máquinas tolerantes a fallos. Con el enfoque del átomo neutro, podemos lograrlo mucho más rápido», explica Hays. Según él, el equipo de Computación Atómica pretende aumentar el número de cúbits de la máquina aproximadamente diez veces cada dos años.

A diferencia de los bits convencionales, que son 1 o 0, los cúbits son más diversos, con una gama de características diferentes según su fabricación. Los átomos neutros son más adecuados para el entrelazamiento cuántico, un extraño efecto cuántico en el que dos cúbits están vinculados y pueden influirse mutuamente incluso a grandes distancias. También son más estables. El cúbit del ordenador de Atom Computing evita el colapso del estado cuántico, logrando así tolerancia a fallos, durante casi un minuto. En comparación, el ordenador Osprey de IBM tiene un tiempo de enlace de cúbits de tan solo 70 a 80 microsegundos.

El largo tiempo de coherencia se debe al átomo de iterbio que Hays y sus colegas utilizaron como qubit. La mayoría de las máquinas de átomos neutros emplean los electrones del átomo como elementos cuánticos para realizar cálculos, pero estos se ven fácilmente perturbados por los potentes láseres utilizados para mantenerlos en su lugar. Con el iterbio, los investigadores pudieron aprovechar una característica cuántica del núcleo del átomo llamada espín (el momento angular intrínseco de la partícula), que es menos susceptible a las perturbaciones. Según Ben Bloom, investigador de Atom Computing, el núcleo no interactúa con su entorno externo con tanta intensidad como el electrón.

Debido a la gran variedad de características que presentan los cúbits, resulta difícil compararlos entre diferentes máquinas. Sin embargo, Bloom afirmó que la máquina de Atom Computing tiene la misma potencia de procesamiento que el ordenador de IBM. El equipo espera que el ordenador esté disponible para los clientes el próximo año para aplicaciones de computación en la nube.

An Khang (Según New Scientist )

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