Sin embargo, IBM ha aumentado constantemente su número de qubits. En 2016,
poner la primera computadora cuántica en la nube cualquiera con quien experimentar: un dispositivo con 5 qubits, cada uno de los cuales es un circuito superconductor enfriado hasta casi el cero absoluto. En 2019, la empresa creó el Falcon de 27 qubits; en 2020, el Hummingbird de 65 qubits; en 2021, el 127-qubit Águila, el primer procesador cuántico con más de 100 qubits; y en 2022, el 433-qubit Águila pescadora.
IBM espera construir computadoras cuánticas de complejidad creciente en los próximos años, comenzando con aquellas que usan el procesador Condor o múltiples procesadores Heron en paralelo.Carlos de Torres/IBM
Otras computadoras cuánticas tienen más qubits que el procesador Condor de 1121 qubits de IBM; por ejemplo, D-Wave Programs presentó un
sistema de 5000 qubits en 2020. Pero las computadoras de D-Wave son máquinas especializadas para resolver problemas de optimización, mientras que Condor será el procesador cuántico de propósito basic más grande del mundo.
«Mil qubits realmente empujan el sobre en términos de lo que realmente podemos integrar», cube
jerry chow, director de infraestructura cuántica de IBM. Al separar los cables y otros componentes necesarios para la lectura y el management en sus propias capas, una estrategia que comenzó con Eagle, los investigadores dicen que pueden proteger mejor los qubits de la interrupción e incorporar un mayor número de ellos. “A medida que escalamos hacia arriba, estamos aprendiendo reglas de diseño como ‘Esto puede pasar por encima de esto; esto no puede superar esto; este espacio se puede usar para esta tarea’”, cube Chow.
Existen otras computadoras cuánticas con más qubits, pero Condor será el procesador cuántico de propósito basic más grande del mundo.
Con solo 133 qubits, Heron, el otro procesador cuántico que IBM planea para 2023, puede parecer modesto en comparación con Condor. Pero IBM cube que su arquitectura mejorada y su diseño modular anuncian una nueva estrategia para desarrollar poderosas computadoras cuánticas. Mientras que Condor usa una arquitectura de acoplamiento fijo para conectar sus qubits, Heron usará una arquitectura de acoplamiento ajustable, que agrega uniones Josephson entre los bucles superconductores que transportan los qubits. Esta estrategia scale back la diafonía entre qubits, lo que aumenta la velocidad de procesamiento y scale back los errores. (Google ya está utilizando una arquitectura de este tipo con su 53-qubit
Sicomoro procesador.)
Además, los procesadores Heron están diseñados para la comunicación clásica en tiempo actual entre sí. La naturaleza clásica de estos enlaces significa que sus qubits no pueden enredarse en los chips Heron para el tipo de impulsos en la potencia informática por los que se conocen los procesadores cuánticos. Aún así, estos enlaces clásicos permiten “
tejido de circuito” técnicas en las que las computadoras cuánticas pueden obtener ayuda de las computadoras clásicas.
Por ejemplo, usando una técnica conocida como “
forja de enredo”, Los investigadores de IBM descubrieron que podían simular sistemas cuánticos, como moléculas, utilizando solo la mitad de los qubits que normalmente se necesitan. Este enfoque divide un sistema cuántico en dos mitades, modela cada mitad por separado en una computadora cuántica y luego usa la computación clásica para calcular el entrelazamiento entre ambas mitades y unir los modelos.
Estado cuántico de IBM de la Unión 2022
Si bien estos enlaces clásicos entre procesadores son útiles, IBM tiene la intención de reemplazarlos eventualmente. En 2024, el
la compañía apunta a lanzar Crossbill, un procesador de 408 qubits hecho de tres microchips acoplados por enlaces de comunicación cuántica de corto alcance, y Flamingo, un módulo de 462 qubits que planea unir mediante enlaces de comunicación cuántica de aproximadamente 1 metro de largo en un sistema de 1386 qubits. Si estos experimentos en conectividad tienen éxito, IBM tiene como objetivo presentar su módulo Kookaburra de 1386 qubits en 2025, con enlaces de comunicación cuántica de corto y largo alcance que combinan tres módulos de este tipo en un sistema de 4158 qubits.
La estrategia metódica de IBM de «apuntar a mejoras paso a paso es muy razonable y probablemente conducirá al éxito a largo plazo», cube Franco Nori, científico jefe de la
Laboratorio de Física Cuántica Teórica en el instituto de investigación Riken en Japón.
Los saltos cuánticos de IBM en software program
En 2023, IBM también planea mejorar su software program central para ayudar a los desarrolladores a utilizar la computación cuántica y clásica al unísono en la nube. “Estamos sentando las bases para el aspecto de una supercomputadora centrada en la cuántica”, cube Chow. “No vemos a los procesadores cuánticos como totalmente integrados, sino como agregados sueltos”. Este tipo de marco otorgará la flexibilidad necesaria para adaptarse a las actualizaciones constantes que probablemente experimenten el {hardware} y el software program cuánticos, explica.
En 2023, IBM planea comenzar a crear prototipos de aplicaciones de software program cuántico. Para 2025, la compañía espera introducir dichas aplicaciones en aprendizaje automático, problemas de optimización, ciencias naturales y más.
Los investigadores esperan finalmente utilizar
corrección de errores cuánticos para compensar los errores que los procesadores cuánticos son propensos a cometer. Estos esquemas distribuyen datos cuánticos a través de qubits redundantes, lo que requiere múltiples qubits físicos para cada qubit lógico útil. En cambio, IBM planea incorporar esquemas de mitigación de errores en su plataforma a partir de 2024, para evitar estos errores en primer lugar. Pero incluso si los errores de disputa terminan exigiendo muchos más qubits, IBM debería estar en una buena posición con su Cóndor de 1.121 qubits.
Este artículo aparece en la edición impresa de enero de 2023 como «Salto cuántico de IBM».
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