Un paso gigante en la computación cuántica dio Google con una publicación en la revista Nature, donde se establecieron resultados que muestran que cuantos más qubits se usaron en la supercomputadora en Willow, más se redujeron los errores y más cuántico se volvió el sistema.
Hartmut Neven, fundador y líder de Google Quantum AI, comentó que “probamos matrices cada vez más grandes de qubits físicos, escalando de una cuadrícula de 3×3 qubits codificados, a una cuadrícula de 5×5, a una cuadrícula de 7×7, y cada vez, utilizando nuestros últimos avances en la corrección de errores cuánticos, pudimos reducir la tasa de error a la mitad. En otras palabras, logramos una reducción exponencial en la tasa de error. Este logro histórico se conoce en el campo como “por debajo del umbral”: ser capaz de reducir los errores mientras se aumenta el número de qubits. Debe demostrar que está por debajo del umbral para mostrar un progreso real en la corrección de errores, y este ha sido un desafío sobresaliente desde que Peter Shor introdujo la corrección de errores cuánticos en 1995″.
Esto generó que Willow realizó un cálculo de referencia estándar en menos de cinco minutos que le llevaría a una de las supercomputadoras más rápidas de la actualidad 10 septillones (es decir, 1025) años, un número que supera ampliamente la edad del Universo.
Como el primer sistema por debajo del umbral, este es el prototipo más convincente de un qubit lógico escalable construido hasta la fecha. Es una fuerte señal de que se pueden construir computadoras cuánticas útiles y muy grandes. Willow se acerca a la ejecución de algoritmos prácticos y comercialmente relevantes que no se pueden replicar en computadoras convencionales.
Neven agregó que, “Willow se fabricó en nuestras nuevas instalaciones de fabricación de última generación en Santa Bárbara, una de las pocas instalaciones en el mundo construidas desde cero para este propósito. La ingeniería de sistemas es clave a la hora de diseñar y fabricar chips cuánticos: todos los componentes de un chip, como las puertas de uno y dos qubits, el restablecimiento de qubits y la lectura, deben estar simultáneamente bien diseñados e integrados. Si algún componente se retrasa o si dos componentes no funcionan bien juntos, reduce el rendimiento del sistema. Por lo tanto, maximizar el rendimiento del sistema informa todos los aspectos de nuestro proceso, desde la arquitectura y la fabricación de chips hasta el desarrollo y la calibración de la puerta. Los logros que reportamos evalúan los sistemas de computación cuántica de manera holística, no solo un factor a la vez”.
La misión de los computadores cuánticos -aún prototipos-, como la de los convencionales y supercomputadores, es la de hacer operaciones, que los primeros ejecutan de forma muy distinta: trabajan a nivel atómico y por lo tanto siguiendo las normas de la física cuántica (encargada de estudiar el mundo a escalas espaciales muy pequeñas). Los ordenadores cuánticos funcionan con cúbits (unidad básica de información cuántica) y no bits (como los tradicionales).
Con 105 cúbits -aunque los experimentos se han hecho con 101-, Willow ofrece “el mejor rendimiento de su clase” en las dos pruebas de referencia: corrección cuántica de errores y muestreo aleatorio de circuitos. Esto “es emocionante”, no solo por el momento actual, sino por “hacia dónde vamos”, resumió el investigador Michael Newman en un encuentro virtual con la prensa.
