Google ha afirmado un gran avance en la corrección de los errores que son inherentes a las computadoras cuánticas actuales, lo que marca un paso temprano pero potencialmente significativo para superar la mayor barrera técnica para una nueva y revolucionaria forma de computación.
Los hallazgos de la compañía de Internet, que se publicaron en la revista Nature, marcan un “hito en nuestro viaje para construir una computadora cuántica útil”, dijo Hartmut Neven, jefe de esfuerzos cuánticos de Google. Llamó a la corrección de errores “un rito de iniciación necesario por el que debe pasar cualquier tecnología de computación cuántica”.
Las computadoras cuánticas luchan por producir resultados útiles porque los bits cuánticos, o qubits, en los que se basan solo mantienen sus estados cuánticos durante una pequeña fracción de segundo. Eso significa que la información codificada en un sistema cuántico se pierde antes de que la máquina pueda completar sus cálculos. Encontrar una forma de corregir los errores que esto provoca es el desafío técnico más difícil al que se enfrenta la industria.
Algunas empresas cuánticas han puesto sus esperanzas a corto plazo en encontrar formas de programar las máquinas actuales propensas a errores o “ruidosas”, incluso si esto solo conduce a una pequeña mejora con respecto a las computadoras tradicionales. Sin embargo, esos esfuerzos aún no han dado resultados prácticos, lo que lleva a una opinión cada vez mayor de que la computación cuántica no será útil hasta que se resuelva el problema mucho mayor de la corrección de errores.
Los investigadores de Google dijeron que habían encontrado una manera de difundir la información que se procesa en una computadora cuántica a través de una cantidad de qubits de manera que el sistema en su conjunto podría retener lo suficiente para completar un cálculo, incluso cuando los qubits individuales caían fuera de su cuántica. estados
La investigación publicada en Nature apuntó a una reducción de solo el 4 por ciento en la tasa de error a medida que Google amplió su técnica para ejecutarla en un sistema cuántico más grande. Sin embargo, los investigadores dijeron que esta era la primera vez que aumentar el tamaño de la computadora no había llevado también a un aumento en la tasa de error. Neven dijo que mostraba que Google había superado un “punto de equilibrio” después del cual los avances adicionales generarían ganancias constantes en el rendimiento, poniendo a la empresa en camino de tener su primera computadora cuántica práctica.
El gran avance en la corrección de errores fue el resultado de las mejoras que Google realizó en todos los componentes de su computadora cuántica, desde la calidad de sus qubits hasta su software de control y el equipo criogénico utilizado para enfriar la computadora hasta casi el cero absoluto, según Julian Kelly. , un investigador de Google. Esto había reducido la cantidad de errores a un punto lo suficientemente bajo como para que el tamaño del sistema pudiera aumentarse sin conducir a un aumento exponencial en la tasa de error, agregó.
Google describió el avance como solo el segundo de los seis pasos que necesitaba seguir para construir una computadora cuántica práctica. El siguiente paso consistió en perfeccionar su ingeniería para que solo necesitara 1000 qubits para crear un llamado qubit lógico: una abstracción, construida sobre los qubits físicos imperfectos, que puede funcionar sin errores. Neven dijo que Google creía que tendría una máquina útil una vez que hubiera resuelto cómo construir y vincular 1,000 qubits lógicos en un solo sistema.
Las afirmaciones de investigación de Google sobre la computación cuántica han resultado controvertidas en el pasado. En 2019, afirmó en un artículo en Nature que había logrado la llamada supremacía cuántica, el punto en el que una computadora cuántica puede completar un cálculo que es, a todos los efectos, imposible para una máquina tradicional.
Sin embargo, esa afirmación fue cuestionada por IBM y otros, y se desarrollaron nuevas técnicas de programación para aumentar el rendimiento de las computadoras tradicionales, retrasando el momento en que los fabricantes de máquinas cuánticas podían afirmar haber alcanzado la “supremacía”.
En el artículo de Nature de esta semana, los investigadores de Google dijeron que estaban adoptando una postura “cautelosa” en su último avance declarado. Advirtieron que todavía había una pequeña posibilidad de que su técnica de corrección de errores no funcionara cuando se aplicara a sistemas cuánticos mucho más grandes en el futuro.
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