Los investigadores han descubierto una manera de acercar la industria a las computadoras cuánticas que son más confiables, más poderosas y menos propensas a errores o imprecisiones.
Imagen: Cuántica
En un gran avance para la computación cuántica del futuro, los investigadores han implementado por primera vez operaciones aritméticas básicas de manera tolerante a fallas en un procesador cuántico real. En otras palabras, encontraron una manera de acercarnos a las computadoras cuánticas que son más confiables, más poderosas y menos propensas a errores o imprecisiones.
Las computadoras cuánticas explotan las exóticas propiedades de la física cuántica para resolver rápidamente problemas que las computadoras clásicas habrían considerado imposibles. Al codificar información en bits cuánticos, o "qubits", pueden realizar cálculos en paralelo en lugar de secuencialmente como los bits normales.
Sin embargo, los qubits son extremadamente frágiles y propensos a errores. Esto obstaculiza el desarrollo de ordenadores cuánticos prácticos. La tolerancia a fallos es el Santo Grial para aprovechar todo el potencial de las computadoras cuánticas. Permite que las computadoras cuánticas funcionen de manera confiable al detectar y corregir errores, incluso si los qubits se ven afectados por varios factores, llamados "ruido".
El comportamiento de las partículas en el ámbito cuántico es diferente del que observamos en el mundo macroscópico clásico. En el ámbito cuántico, no podemos predecir con precisión las posiciones de las partículas subatómicas. En cambio, determinamos la probabilidad de su ubicación, e incluso observar el simple comportamiento de estas partículas puede cambiar su estado. Esta incertidumbre y sensibilidad inherentes a la observación hacen que el ruido sea un desafío importante en la computación cuántica.
Ahora, científicos de Quantinuum, el Instituto QuTech y la Universidad de Stuttgart han logrado un hito importante en el camino hacia la computación cuántica tolerante a fallos. Implementaron la corrección de errores cuánticos utilizando el procesador cuántico H1 de Quantinuum para realizar una suma de un bit tolerante a fallas, una operación aritmética básica.
Los investigadores utilizaron la tecnología de trampa de iones de Quantinuum para hacer levitar qubits en campos electromagnéticos, haciéndolos estables y duraderos. Como se explica en el artículo de investigación del proyecto, utilizaron un código de corrección de errores cuánticos llamado código de color [[8,3,2]] para codificar un único qubit lógico en 8 qubits físicos. Esto proporciona redundancia para detectar y corregir errores.
Piense en ello como pedir a ocho trabajadores que hagan la misma tarea: si algunos de ellos cometen un error, el resultado general sigue siendo correcto ya que otros lo hicieron bien. Si solo un trabajador está realizando la tarea y comete un error, no tendrás suerte.
Vale la pena señalar que la tasa de error del circuito tolerante a fallas es solo del 0,11%, que es aproximadamente 9 veces menor que la tasa de error del 0,95% del circuito desprotegido. Esta es la primera vez que una operación de lógica cuántica tolerante a fallas logra una tasa de error tan baja.
El impacto de estos avances es de gran alcance. Los métodos de computación cuántica tolerantes a fallos podrían allanar el camino para soluciones prácticas en áreas como las simulaciones moleculares, la inteligencia artificial, la optimización y la ciberseguridad.
Además, el descubrimiento de un estado superconductor inusual en el ditelururo de uranio (UTe2) muestra el potencial de hacer que las computadoras cuánticas sean más poderosas. Según informes de los medios, este material puede permitir que los qubits mantengan su estado indefinidamente durante los cálculos, presagiando la aparición de computadoras cuánticas más estables y prácticas.
La computadora cuántica H1 de Quantinuum ya está disponible comercialmente para los clientes y tiene aplicaciones potenciales en áreas de investigación especializadas como la investigación biológica, la inteligencia artificial, la simulación y la ciberseguridad.
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Salto cuántico: los investigadores alcanzan un importante hito hacia una computadora cuántica confiable
Los investigadores han descubierto una manera de acercar la industria a las computadoras cuánticas que son más confiables, más poderosas y menos propensas a errores o imprecisiones.
Imagen: Cuántica
En un gran avance para la computación cuántica del futuro, los investigadores han implementado por primera vez operaciones aritméticas básicas de manera tolerante a fallas en un procesador cuántico real. En otras palabras, encontraron una manera de acercarnos a las computadoras cuánticas que son más confiables, más poderosas y menos propensas a errores o imprecisiones.
Las computadoras cuánticas explotan las exóticas propiedades de la física cuántica para resolver rápidamente problemas que las computadoras clásicas habrían considerado imposibles. Al codificar información en bits cuánticos, o "qubits", pueden realizar cálculos en paralelo en lugar de secuencialmente como los bits normales.
Sin embargo, los qubits son extremadamente frágiles y propensos a errores. Esto obstaculiza el desarrollo de ordenadores cuánticos prácticos. La tolerancia a fallos es el Santo Grial para aprovechar todo el potencial de las computadoras cuánticas. Permite que las computadoras cuánticas funcionen de manera confiable al detectar y corregir errores, incluso si los qubits se ven afectados por varios factores, llamados "ruido".
El comportamiento de las partículas en el ámbito cuántico es diferente del que observamos en el mundo macroscópico clásico. En el ámbito cuántico, no podemos predecir con precisión las posiciones de las partículas subatómicas. En cambio, determinamos la probabilidad de su ubicación, e incluso observar el simple comportamiento de estas partículas puede cambiar su estado. Esta incertidumbre y sensibilidad inherentes a la observación hacen que el ruido sea un desafío importante en la computación cuántica.
Ahora, científicos de Quantinuum, el Instituto QuTech y la Universidad de Stuttgart han logrado un hito importante en el camino hacia la computación cuántica tolerante a fallos. Implementaron la corrección de errores cuánticos utilizando el procesador cuántico H1 de Quantinuum para realizar una suma de un bit tolerante a fallas, una operación aritmética básica.
Los investigadores utilizaron la tecnología de trampa de iones de Quantinuum para hacer levitar qubits en campos electromagnéticos, haciéndolos estables y duraderos. Como se explica en el artículo de investigación del proyecto, utilizaron un código de corrección de errores cuánticos llamado código de color [[8,3,2]] para codificar un único qubit lógico en 8 qubits físicos. Esto proporciona redundancia para detectar y corregir errores.
Piense en ello como pedir a ocho trabajadores que hagan la misma tarea: si algunos de ellos cometen un error, el resultado general sigue siendo correcto ya que otros lo hicieron bien. Si solo un trabajador está realizando la tarea y comete un error, no tendrás suerte.
Vale la pena señalar que la tasa de error del circuito tolerante a fallas es solo del 0,11%, que es aproximadamente 9 veces menor que la tasa de error del 0,95% del circuito desprotegido. Esta es la primera vez que una operación de lógica cuántica tolerante a fallas logra una tasa de error tan baja.
El impacto de estos avances es de gran alcance. Los métodos de computación cuántica tolerantes a fallos podrían allanar el camino para soluciones prácticas en áreas como las simulaciones moleculares, la inteligencia artificial, la optimización y la ciberseguridad.
Además, el descubrimiento de un estado superconductor inusual en el ditelururo de uranio (UTe2) muestra el potencial de hacer que las computadoras cuánticas sean más poderosas. Según informes de los medios, este material puede permitir que los qubits mantengan su estado indefinidamente durante los cálculos, presagiando la aparición de computadoras cuánticas más estables y prácticas.
La computadora cuántica H1 de Quantinuum ya está disponible comercialmente para los clientes y tiene aplicaciones potenciales en áreas de investigación especializadas como la investigación biológica, la inteligencia artificial, la simulación y la ciberseguridad.