Fabricar un cúbit no es nada fácil. Los hay de varios tipos, pero actualmente algunas de las tecnologías más desarrolladas son los superconductores, las trampas de iones y los átomos neutros. Intel, que es una de las grandes compañías involucradas en el desarrollo de la computación cuántica, ha apostado por la producción de cúbits de silicio con un propósito muy claro: aprovechar su experiencia en la fabricación de semiconductores de alta integración para producir chips cuánticos.
Cada uno de los cúbits fabricados por esta compañía se codifica sobre el espín de un electrón alojado sobre un sustrato de silicio. El espín es una magnitud cuántica, y podemos imaginarlo como un giro característico de las partículas elementales sobre sí mismas que tiene un valor fijo y que, junto a la carga eléctrica, es una de las propiedades intrínsecas de estas partículas. Intel manipula el espín de los electrones de sus cúbits utilizando campos magnéticos.
Uno de los mayores desafíos en los que trabajan los investigadores de esta empresa desde hace años consiste en encontrar la forma de utilizar los equipos de fotolitografía que usan para fabricar sus semiconductores más avanzados en la producción de procesadores cuánticos. No obstante, en realidad el auténtico reto es optimizar la utilización de toda la superficie de una oblea de silicio de 300 mm. E Intel acaba de dar un paso hacia delante muy importante que le permite rozar este hito con la punta de los dedos.
Los procesadores cuánticos de silicio con millones de cúbits están más cerca
Los recursos que está dedicando Intel al desarrollo de los cúbits de silicio están dando frutos. De hecho, hace unas horas ha confirmado que sus investigadores del centro de I+D que tiene en Hillsboro, Oregón, han conseguido utilizar un equipo de fotolitografía de ultravioleta extremo (UVE) para producir cúbits funcionales en el 95% de una oblea de silicio.
No cabe duda de que es una noticia fantástica. Y lo es porque este rendimiento es notablemente superior al que Intel había alcanzado hasta ahora. No obstante, lo más interesante es que este logro invita a esta compañía a coquetear seriamente con la idea de catapultar la escalabilidad de sus chips cuánticos, que actualmente tienen unas pocas decenas de cúbits, para integrar en su interior miles, e, incluso, millones de cúbits.
Esta imagen ilustra la caracterización de la matriz de puntos cuánticos que han llevado a cabo los investigadores de Intel para comprobar que han logrado alcanzar un rendimiento del 95% en toda la oblea de silicio. No cabe duda; es un hito muy importante.
Algunos expertos creen que para resolver problemas simbólicos necesitamos varios millones de cúbits
Incrementar drásticamente la cantidad de bits cuánticos integrados en el procesador de un ordenador cuántico no solo es importante porque tiene un impacto muy profundo en su capacidad de proceso; también es crucial para implementar su capacidad de corrección de errores, que es uno de los grandes desafíos que aún tiene por delante esta disciplina.
De hecho, algunos expertos, entre los que se encuentra Ignacio Cirac, que es uno de los padres fundacionales de la computación cuántica, creen que para hacer posible la corrección de errores y resolver problemas simbólicos es necesario tener varios millones de cúbits. Probablemente, incluso, cientos de millones de cúbits. Ahora mismo estamos muy lejos de conseguir este hito, pero el logro de Intel nos invita a mirar hacia este horizonte con optimismo. Quizá no esté tan lejos como parecen reflejar estas cifras.
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