IBM ha presentado esta semana su procesador cuántico más potente, Osprey, una pequeña tarjeta que sus creadores, entre los que hay investigadores de España, sujetan en la mano y que esconde 433 cúbits. Pueden parecer pocos, pero se trata de un importante avance para impulsar la resolución de problemas hasta ahora imposibles que la computación cuántica se ha propuesto como meta.

[Las 5 claves para entender qué es la computación cuántica y por qué será revolucionaria]

La computación cuántica se presenta como la oportunidad de trabajar en problemas que hasta ahora no eran posibles de desfibrar como la simulación de moléculas para nuevos medicamentos, también en el ámbito de la inteligencia artificial a la hora de impulsar el desarrollo de redes neuronales que trabajen como el cerebro humano. Pero para ello hace falta mejorar la eficiencia y precisión de los ordenadores, que sean más capaces y cometan menos errores.

Osprey se ha presentado en el marco del IBM Quantum Summit 2022 donde el gigante tecnológico ha mostrado su hoja de ruta para la computación cuántica de los próximos y los nuevos avances que servirán de base para los futuros metas marcadas. En el anuncio se combinan mejoras en hardware así como en software.

Más cúbits, menos errores

Osprey triplica los 127 cúbits del sistema predecesor, el IBM Eagle, lanzado en 2021, y contiene el doble de cúbits que el ganador del récord anterior, el Borealis de Xanadu, tal y como recuerda NewAtlas. para poner en contexto la importancia de sus 400 cúbits, IBM asegura que "la cantidad de bits clásicos que serían necesarios para representar un estado en el procesador IBM Osprey supera con creces la cantidad total de átomos en el universo conocido".

El nuevo procesador cuántico tiene una arquitectura similar a la de su antecesor: se compone de una sola capa de cúbits sobre varias capas de cableado de control. Esto le ayuda a incluir más cúbits y reduce su tasa de error. Además, se ha agregado un sistema de filtrado cuya función es reducir el ruido y mejorar la estabilidad del dispositivo.

En esta carrera por alcanzar la ventaja cuántica (Capacidad de los ordenadores cuánticos para resolver problemas que los clásicos no pueden) no solo importa el número de cúbits, si no también su estabilidad. La cualidad cuántica de las partículas es poderosa, pero muy sensible, cualquier mínima interacción con el entorno degrada las superposiciones que permiten crear grandes números de combinaciones y que le dan su fuerza a la esta computación. Así se producen errores que puede minimizarse evitando las interacciones con el medio, esto se consigue con temperaturas realmente bajas, o corrigiendo los errores después con software.

Osprey incorpora para esto el Qiskit Runtime Primitives y se une también el Dynamic Circuits, un modelo de construcción de circuitos alternativo reduciendo el ruido en los cálculos. IBM también aplica otros cambios en software permitiendo a los usuarios la posibilidad de elegir más fácilmente entre mayor velocidad o precisión. El hardware del sistema de control general se actualizó para controlar 400 cúbits por rack, a un precio más bajo que las versiones anteriores.

Próximos hitos

"El nuevo procesador 'Osprey' de 433 cúbits nos acerca un paso más al punto en que las computadoras cuánticas se utilizarán para abordar problemas que antes no tenían solución", dijo el Dr. Darío Gil, vicepresidente sénior de IBM y director de investigación. "Este trabajo resultará fundamental para la próxima era de supercomputación centrada en cuántica".

Pueden parecer crecimiento simples, pero de sencillos no tienen nada y supone el paso necesario para alcanzar los 1.000 cúbits que integrará Cóndor el primer procesador cuántico universal con esa cifra. La compañía también mantiene el 2025 como la fecha en la que pretende alcanzar los 4.000 cúbits en su futuro procesador Kookaburra (Cucaburra). 

Esta última gran meta es tan poderosa que desde IBM la comparan con un ordenador tradicional del tamaño del planeta Tierra. Así aspira a crecer la computación apoyándose en la física cuántica, la que más se ha acercado a explicar cómo funciona el mundo, pero que aún resulta muy compleja de entender.

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