Google ha presentado su nuevo chip cuántico última generación, llamada Saucecon dos logros centrales: una potencia de cálculo «extraordinaria» y un avance en la corrección de errores, que allana – asegura – el camino hacia un futuro ordenador cuántico útil y a gran escala.
«El chip Sauce Es un gran paso en un camino que comenzó hace más de 10 años», resume Hartmut Neven, fundador y director de Google Quantum IA, quien, junto a otros investigadores de la empresa, firmó un artículo en la revista científica Nature con los detalles de este avance.
Describe cómo en experimentos en los laboratorios de Santa Bárbara (California), el procesador Sauce Pudo realizar en unos cinco minutos una tarea de referencia que el superordenador Frontier, uno de los más rápidos, tardaría mucho más en completar, una cifra difícil de imaginar.
Se trata de una cifra «sorprendente» que «supera las escalas de tiempo conocidas en física y supera con creces la edad del universo», señala Neven.
Asimismo, se demuestra la reducción exponencial de errores a medida que aumenta el número de qubits.
El trabajo supone un nuevo avance en el campo de la computación cuántica y demuestra que en la práctica es posible reducir las tasas de error, pero aún es muy preliminar y está lejos de conseguir un ordenador cuántico definitivo, afirman fuentes consultadas por EFE.
La misión de los ordenadores cuánticos -todavía prototipos-, al igual que la de los ordenadores y superordenadores convencionales, es realizar operaciones, que los primeros ejecutan de forma muy distinta: trabajan a nivel atómico y por tanto siguiendo las reglas de la física cuántica (responsable para estudiar el mundo a escalas espaciales muy pequeñas).
Los ordenadores cuánticos funcionan con qubits (unidad básica de información cuántica) y no con bits (como los tradicionales).
El problema es que los sistemas cuánticos son muy sensibles al ruido (cambios de temperatura, luz) y esto puede perturbar el cálculo, lo que se agrava cuanto más grande es la instalación.
La solución al problema es, por tanto, corregir los errores cuánticos y ese es uno de los grandes retos (los ordenadores clásicos ya se construyen con estos mecanismos).
Corrección de errores «por debajo del umbral»
Los resultados publicados este lunes muestran que a medida que Sauce Utiliza más qubits y suprime los errores de forma exponencial. Esta tasa de corrección de errores nunca antes se había demostrado, afirma la empresa.
«Demostramos que cuantos más qubits utilizamos en SauceCuanto más reducimos los errores y más cuántico se vuelve el sistema», confirma Neven. Este «logro histórico» se conoce en el campo como «por debajo del umbral».
Es necesario demostrar que se está por debajo del umbral para mostrar avances reales en la corrección de errores, un desafío pendiente desde hace 30 años, añade. Googlelo que indica que estas correcciones se realizaron en tiempo real.
En la investigación para corregir errores hablamos de qubits físicos y qubits lógicos. Los primeros son los reales, es decir, la cantidad de qubits que hay, en el experimento.
El qubit lógico es un conjunto de qubits físicos; en ensayos como este GoogleLas operaciones no se realizan en cada qubit físico, sino en todo el sistema, lo que puede cambiar las propiedades y los resultados.
«Como el primer sistema por debajo del umbral, Sauce Es el prototipo de qubit lógico escalable más convincente construido hasta la fecha. «Es una indicación clara de que es posible construir ordenadores cuánticos muy grandes y útiles», subraya Neven.
Para medir el rendimiento, Google Se utilizó muestreo de circuito aleatorio (RCS). Ampliamente utilizado en este campo, el RCS es la prueba «más difícil» que se puede realizar en una computadora cuántica hoy en día; Muestra si una computadora cuántica está haciendo algo que no se puede hacer en una computadora clásica: la supremacía cuántica.
Google ha utilizado constantemente este punto de referencia para evaluar el progreso de sus chips: informaron los resultados de Sycamore en octubre de 2019 y nuevamente en octubre de 2024. «Nuestro último chip es el mejor, pero todavía estamos progresando».
Con 105 qubits -aunque los experimentos se han hecho con 101-, Sauce Ofrece el «mejor rendimiento de su clase» en ambos puntos de referencia: corrección de errores cuánticos y muestreo aleatorio de circuitos. Esto «es apasionante», no sólo por el momento actual, sino por «hacia dónde vamos», resumió el investigador Michael Newman en un encuentro virtual con la prensa.
Todavía muy preliminar
Para Carlos Sabín, del departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, Google muestra que con una red de 101 qubits se puede lograr un qubit lógico con tasas de error de aproximadamente el 0,1% por operación.
«Estas tarifas son pequeñas pero están lejos de ser suficientes para poder hacer cálculos y tareas que no se pueden hacer con una clásica y con aplicaciones útiles», resume Sabín, que no participa en el estudio.
Por ejemplo, un cálculo que requiera miles de qubits lógicos con corrección de errores requeriría millones de qubits físicos.
Además, añade Sabín, para tener un ordenador cuántico no basta con demostrar que existe un qubit lógico, hay que tener varios y poder realizar operaciones que involucren a dos de ellos al mismo tiempo, generándose el entrelazamiento cuántico. Los errores en este caso suelen ser mayores.
En su opinión, el núcleo del trabajo no es tanto la potencia de cálculo que «simplemente se suma a otros resultados de los últimos años de supremacía cuántica», sino más bien la corrección de errores.
«Los resultados muestran que es prácticamente posible reducir las tasas de error de un qubit lógico mediante el uso de muchos qubits físicos, pero están muy, muy lejos de mostrar un camino viable para realizar cálculos útiles con computadoras cuánticas».
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