Eliminar la mayor parte de las conexiones complejas y muy costosas de los chips cuánticos para hacerlos más potentes y baratos: esto es lo que prevé la nueva arquitectura diseñada en Italia en un estudio actualmente evaluado en la revista NPJ Quantum INF y publicado en ArXiv, la plataforma que aloja artículos científicos que aún no han sido revisados.
Explorando esta nueva vía para los futuros ordenadores cuánticos se encuentra la start-up italiana Planckian, nacida como spin-off de la Universidad de Pisa y la Scuola Normale Superiore.
«Uno de los mayores retos para llegar a computadoras cuánticas suficientemente potentes es el desarrollo de soluciones escalables, es decir, poder hacerlos más grandes pasando, por ejemplo, de las actuales pocas decenas de qubits a máquinas capaces de trabajar con millones de qubits», explica Marco Polini, científico jefe de Planckian. Puede parecer extraño, pero uno de los grandes obstáculos en el desarrollo de futuros grandes computadoras cuánticas superconductoras, máquinas que deben funcionar a temperaturas cercanas al cero absoluto, es el cableado, es decir, el conjunto de cables y conexiones que se utilizan para controlar los qubits dentro del chip.
«Para que funcionen hoy en día, es necesario utilizar dos o tres cables para controlar cada qubit, un número de conexiones que es aceptable para unos pocos qubits, pero que se vuelve demasiado grande si se quiere llegar al orden de miles o millones de qubits», añadió Polini. Precisamente los cables son un elemento crítico porque tienen que trabajar a unos 270 grados centígrados bajo cero y su presencia perturba el proceso de refrigeración: un problema, éste, que limita el desarrollo de chips más grandes y que, al mismo tiempo, constituye también una de las partidas de gasto más importantes, ya que el cableado puede costar millones de euros en total.
Este obstáculo podría superarse ahora con la nueva solución propuesta por Planckian, que demuestra que puede operar con decenas de qubits con sólo tres líneas de control. Se trata de un cambio de paradigma posible gracias al uso de la nueva arquitectura, que aún se encuentra en fase experimental, y que podría abrir la puerta a un nuevo enfoque para fabricar chips cuánticos fácilmente escalables y, por tanto, mucho más potentes que los actuales.
Fuente: Revista NPJ
