Científicos chinos lograron un importante avance en el desarrollo de computadoras cuánticas prácticas, después de que su procesador superconductor Zuchongzhi 3.2 alcanzara una corrección de errores cuánticos por debajo del umbral de tolerancia a fallos, informó este martes Global Times.
Uno de los principales desafíos de la computación cuántica es proteger los cúbits, cuya información puede verse alterada por interferencias del entorno, generando errores que se propagan a lo largo de los cálculos. Para ello se implementó la corrección de errores cuánticos, un método que distribuye la información entre muchos cúbits y verifica constantemente la presencia de fallos.
A pesar de que esta técnica ha sido vista como la única vía para construir máquinas cuánticas que operen de forma fiable a gran escala, durante años generó más errores de los que corregía. China y EE. UU. han estado invirtiendo en la corrección de errores cuánticos mediante códigos de superficie para reducir el umbral de tolerancia a fallos.
El pasado febrero, Google logró que su procesador Willow operara un cúbit lógico de código de superficie de distancia 7 por debajo del umbral, al suprimir mediante pulsos de corriente continua errores especialmente dañinos llamados fugas. Sin embargo, este método limita el diseño del chip y exige un cableado cada vez más complejo en entornos de temperaturas ultrabajas a medida que los sistemas crecen.
China al rescate
Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China aplicó una novedosa arquitectura en el procesador Zuchongzhi 3.2 de 107 cúbits basada en microondas sincronizadas para suprimir errores de fuga, sin necesidad de controles de ‘hardware’ adicionales.
Combinando esto con la corrección de errores de código de superficie, lograron un cúbit lógico de distancia 7, comparable a los avances más recientes de Google, y observaron que la tasa de error disminuía a medida que el sistema crecía. Mediciones mostraron un factor de supresión de errores de 1,4, lo que demuestra que cada aumento en el tamaño del código reducía los errores, confirmando que el sistema operaba por debajo del umbral.
Según los investigadores, el enfoque con microondas podría facilitar el crecimiento de las computadoras cuánticas, ya que permite multiplexar señales por un mismo cable, reduciendo la complejidad del cableado y del hardware, dos grandes obstáculos para su escalado.
Este hito, publicado en la revista Physical Review Letters, convirtió a este grupo de investigadores en el primero fuera de EE.UU., y el segundo a nivel mundial, que supera el umbral de tolerancia a fallos, acercándose al nivel de Google.
