Más cúbits, por favor: el chip cuántico de 127 cúbits de IBM nos anima a soñar con superar el mayor reto de la computación cuántica
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Más cúbits, por favor: el chip cuántico de 127 cúbits de IBM nos anima a soñar con superar el mayor reto de la computación cuántica

Se llama Eagle, y actualmente es el procesador cuántico más avanzado del planeta. Como os contamos hace dos días, IBM lo ha presentado esta misma semana durante su Quantum Summit 2021, el evento anual en el que esta compañía da a conocer sus últimos avances en hardware y software cuánticos.

En cierto modo el desarrollo que están experimentando los procesadores cuánticos recuerda al de los circuitos integrados durante la prolífica década de los 70.

El chip cuántico Sycamore, diseñado por Google; el procesador chino Zuchongzhi, y, por supuesto, el nuevo Eagle de IBM, no dejan lugar a dudas acerca del enorme potencial que tienen los cúbits superconductores.

La principal alternativa a este hardware cuántico son los cúbits que recurren a las trampas de iones, aunque hay una tercera tecnología, los átomos neutros, que también podría depararnos sorpresas muy agradables en un futuro quizá no demasiado lejano.

No importa si finalmente se imponen los cúbits superconductores, los de trampas de iones, los de átomos neutros o cualquier otra tecnología. Lo que importa es que sean cúbits de calidad

Actualmente la tecnología involucrada en el desarrollo de los cúbits superconductores parece ser la que va a permitirnos tener una mayor cantidad de cúbits. Su potencial escalabilidad juega a su favor, aunque estos cúbits son más sensibles a los errores que los cúbits basados en trampas de iones.

Estos últimos son más difíciles de poner a punto, pero los que han sido desarrollados sugieren una mayor resistencia a la decoherencia cuántica, que es el fenómeno que aparece cuando se desvanecen los efectos cuánticos que dan a estos ordenadores una ventaja insalvable frente a los superordenadores clásicos.

Incrementar el número de cúbits es crucial. No importa si finalmente se imponen los cúbits superconductores, los de trampas de iones, los de átomos neutros o cualquier otra tecnología. Lo que importa es que sean cúbits de calidad. Y también que la tecnología involucrada nos permita incrementar drásticamente el número de cúbits integrados en un procesador cuántico.

Los actuales ordenadores cuánticos carecen de la capacidad de corregir sus propios errores, lo que limita drásticamente las aplicaciones en las que podemos utilizarlos. Tener ordenadores cuánticos plenamente funcionales requiere que resolvamos muchos desafíos, pero incrementar el número de cúbits es uno de los más importantes.

Hacen falta muchos más, pero los 127 cúbits de Eagle son un paso adelante decisivo

A finales del pasado mes de junio tuvimos la oportunidad de entrevistar a Ignacio Cirac, un físico español considerado unánimemente por la comunidad científica uno de los padres fundacionales de la computación cuántica.

En 1995 Cirac publicó junto a Peter Zoller el artículo que es unánimemente considerado la piedra angular que soporta el nacimiento de la computación cuántica tal y como la conocemos

Actualmente lidera la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica alojado en Garching, una localidad apacible situada a pocos kilómetros de Múnich, y desde esta posición interviene en la formación de nuevos investigadores en computación cuántica.

Ignacio es una de las mayores autoridades en esta disciplina, así que no dejamos escapar la oportunidad de preguntarle durante nuestra conversación cuántos cúbits debe tener un procesador cuántico para ser capaz de enmendar sus propios errores. Solo así parece que podremos utilizar los ordenadores cuánticos para resolver problemas realmente significativos. Esta fue la respuesta de Ignacio:

El número de cúbits dependerá del tipo de problemas que queramos resolver con los ordenadores cuánticos. Para abordar problemas simbólicos necesitaremos tener varios millones de cúbits. Probablemente, incluso, cientos de millones de cúbits. En estos momentos estamos hablando de cien cúbits, por lo que queda un camino largo por recorrer. Hay gente que dice que con 100 000 cúbits tal vez se pueda resolver algún problema específico, pero realmente hacen falta muchísimos cúbits.

Las cifras de las que nos habla Ignacio Cirac nos invitan a moderar el entusiasmo. Si para resolver problemas significativos necesitamos al menos 100 000 cúbits y el procesador cuántico más avanzado que tenemos actualmente implementa únicamente 127 cúbits el camino que tenemos por delante parece irrealizable.

Sin embargo, si echamos la vista atrás por un instante y reparamos en que la computación cuántica nació desde un punto de vista conceptual a mediados de los 90, y también en que los primeros prototipos de cúbits superconductores llegaron hace poco más de una década, parece razonable observar que esta tecnología se ha desarrollado muchísimo en muy poco tiempo.

Roadmapibm

IBM ha confirmado que en 2022 tendrá preparado Osprey, un procesador cuántico que aglutinará, si se cumplen sus previsiones, 433 cúbits. Y a finales de 2023 espera tener listo Condor, una bestia que integrará nada menos que 1121 cúbits superconductores.

IBM planea tener preparado su primer procesador cuántico de 1121 cúbits a finales de 2023

No obstante, las previsiones de esta compañía no acaban aquí. En su roadmap IBM declara estar decidida a desarrollar su tecnología de integración lo suficiente para que a medio plazo sea posible producir procesadores cuánticos con más de un millón de cúbits.

A partir de ese momento, como nos ha explicado Ignacio Cirac, resulta razonable asumir que los ordenadores cuánticos dotados de la capacidad de corregir sus propios errores serán posibles. Y cuando lleguen podremos utilizarlos para resolver problemas realmente significativos.

Quizá intervengan en el diseño de nuevos fármacos que actualmente son inalcanzables. O puede que nos ayuden a diseñar materiales exóticos con propiedades que ahora ni siquiera podemos imaginar. Quién sabe. Quizá estos ordenadores cuánticos, que son los que realmente merecen ser considerados como tales, estén más cerca de lo que ahora nos atrevemos a aceptar.

Más información | IBM

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