IBM anunció un nuevo avance, publicado en la portada de la revista científica Nature, que demuestra por primera vez que las computadoras cuánticas pueden producir resultados precisos a una escala de más de 100 qubits, superando los principales enfoques clásicos.
Uno de los objetivos últimos de la informática cuántica es simular componentes de materiales que las computadoras clásicas nunca han podido simular eficientemente. Poder modelizarlos es un paso crucial para poder afrontar retos como el diseño de fertilizantes más eficientes, la construcción de mejores baterías y la creación de nuevos medicamentos.
Pero los sistemas cuánticos actuales son intrínsecamente ruidosos y producen un número importante de errores que dificultan su rendimiento. Esto se debe a la fragilidad de los bits cuánticos o qubits y a las perturbaciones de su entorno.
En su experimento, el equipo de IBM demuestra que es posible que una computadora cuántica supere a las principales simulaciones clásicas aprendiendo y mitigando los errores del sistema. El equipo utilizó el procesador cuántico IBM Quantum ‘Eagle’, compuesto por 127 qubits superconductores en un chip, para generar grandes estados entrelazados que simulan la dinámica de los espines en un modelo de material y predicen con precisión propiedades como su magnetización.
Para verificar la precisión de este modelado, un equipo de científicos de la UC Berkeley realizó simultáneamente estas simulaciones en computadoras clásicas avanzadas situadas en el Centro Nacional de Computación Científica para la Investigación Energética (NERSC) del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y en la Universidad de Purdue. A medida que aumentaba la escala del modelo, el equipo cuántico seguía arrojando resultados precisos con la ayuda de técnicas avanzadas de mitigación de errores, incluso cuando los métodos de computación clásica acabaron flaqueando y no estuvieron a la altura del sistema IBM Quantum.
«Es la primera vez que vemos que las computadoras cuánticas modelizan con precisión un sistema físico de la naturaleza más allá de los principales enfoques clásicos», ha declarado Darío Gil, Vicepresidente Senior y Director de IBM Research. «Para nosotros, este hito es un paso importante para demostrar que los equipos cuánticos actuales son herramientas científicas capaces de modelar problemas que resultan extremadamente difíciles -y quizá imposibles- para los sistemas clásicos, lo que indica que estamos entrando en una nueva era de utilidad para la informática cuántica.»
IBM se compromete a utilizar procesadores a escala de utilidad en todos los sistemas cuánticos de IBM
Tras este trabajo pionero, IBM también anuncia que sus sistemas IBM Quantum que funcionan tanto en la nube como in situ en sedes de socios contarán con un mínimo de 127 qubits, que se completarán a lo largo del próximo año.
Estos procesadores darán acceso a una potencia de cálculo lo suficientemente grande como para superar a los métodos clásicos en determinadas aplicaciones y ofrecerán tiempos de coherencia mejorados, así como menores tasas de error que los anteriores sistemas cuánticos de IBM. Estas capacidades pueden combinarse con técnicas de mitigación de errores en continuo avance para permitir que los sistemas IBM Quantum alcancen un nuevo umbral para la industria, que IBM ha denominado «escala de utilidad», un punto en el que los ordenadores cuánticos podrían servir como herramientas científicas para explorar una nueva escala de problemas que los sistemas clásicos quizá nunca puedan resolver.
«A medida que avanzamos en nuestra misión de llevar la informática cuántica útil al mundo, tenemos pruebas sólidas de las piedras angulares necesarias para explorar una clase totalmente nueva de problemas computacionales», declaró Jay Gambetta, IBM Fellow y Vicepresidente de IBM Quantum. «Al equipar nuestros sistemas IBM Quantum con procesadores capaces de escala utilitaria, estamos invitando a nuestros clientes, socios y colaboradores a que traigan sus problemas más difíciles para explorar los límites de los sistemas cuánticos actuales y empezar a extraer valor real.»
Fuente: IBM
