La nueva computadora cuántica de IBM, Osprey, es más de tres veces más grande que Eagle, la anterior que batió récords.
IBM ha construido la computadora cuántica más grande de la historia, llamada Osprey (“águila pescadora”), con 433 qubitso bits cuánticos. Eso hace que Osprey sea tres veces más que el récord anterior de la compañía con 127 qubits, e incluso ocho veces más que Sycamore, la computadora cuántica de 53 qubits de Google.
Las computadoras cuánticas pueden resolver problemas computacionales que las computadoras convencionales no pueden. Pero aún no está claro cuál es exactamente la mejor manera de construir una máquina de este tipo. IBM y Google basan sus qubits en pequeños anillos de superconductores. Otros diseños utilizan átomos cargados, fotones o partículas de luz, o átomos inusualmente grandes.
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Construir Osprey fue más desafiante que simplemente hacer más qubits, dice un investigador cuántico dial de oliver de IBM. Los qubits pueden verse afectados por las fuerzas que los qubits vecinos ejercen sobre ellos, de forma similar a cómo los contactos eléctricos accidentales causan problemas en una computadora convencional. Cuantos más qubits se amontonen en un chip, mayor será la posibilidad de que esto suceda.
Los qubits se controlan con electrónica convencional. Dial dice que él y su equipo diseñaron las conexiones allí para mantener los cúbits bajo el control más estricto posible.
Dado que los anillos superconductores solo funcionan a temperaturas cercanas a -273 grados centígrados, el águila pescadora debe mantenerse en un refrigerador especial. Además, los investigadores debían asegurarse de que la corriente eléctrica en los cables no provoque un aumento de la temperatura.
Superioridad cuántica
Los científicos tienen grandes expectativas puestas en las computadoras cuánticas. Eso es porque, a diferencia de los bits convencionales, los qubits pueden tomar múltiples valores al mismo tiempo: 0, 1 y, debido a la peculiaridad de la mecánica cuántica, tanto 0 como 1 al mismo tiempo. Esto los haría lo suficientemente inteligentes como para realizar ciertos cálculos que son demasiado complejos incluso para las supercomputadoras actuales. Un ejemplo de esto es la simulación de reacciones químicas.
En 2019, Google reclamó un gran avance, cuando Sycamore resolvió un problema que, según la compañía, era imposible para una computadora convencional. Desde entonces, esta afirmación de “superioridad cuántica” ha sido cuestionada repetidamente.
Osprey tiene muchos más qubits que Sycamore. Y para las computadoras cuánticas, cuantos más qubits, más poderosos. Una computadora convencional tendría que tener más bits que átomos en el universo para igualar la cantidad de estados en los que Osprey puede almacenar y procesar información.
Ruido
“Al construir Osprey, comenzamos a explorar qué tan grande podemos realmente hacer un chip cuántico. Hemos aprendido que podemos obtener más de 400 qubits en un chip y aun así hacer que todo funcione. Esa fue una gran lección de ingeniería”, dice Dial.
‘Esta computadora demuestra que esta tecnología superconductora también es escalable’, dice PedroAmor, investigador cuántico de la Universidad de Tufts en Massachusetts, Estados Unidos. ‘Pero este es un dispositivo con mucho ruido. Y el ruido bien podría ser la palabra clave para las computadoras cuánticas en los próximos años”.
Los físicos hablan de ruido cuando las computadoras cuánticas comienzan a fallar porque los qubits pierden su estado cuántico con el tiempo. Love dice que tiene dos grandes preguntas. En primer lugar, ¿pueden fabricarse también ordenadores como Osprey para detectar y corregir sus propios errores? Y segundo, ¿podría IBM usar Osprey para demostrar la superioridad cuántica?
Dial dice que el equipo de IBM está en camino de construir una computadora cuántica funcional con 1121 qubits para 2023. Al mismo tiempo, el equipo está desarrollando un chip más pequeño para probar un nuevo método de ordenar y conectar qubits. Con esto, el dispositivo mostraría menos ruido y cometería menos errores. “No solo estamos trabajando para aumentar la escala, sino también la calidad y la velocidad de nuestras computadoras cuánticas”, dice.