Este dispositivo utiliza cúbits superconductores y se ha destacado por implementar corrección de errores cuánticos en tiempo real
El chip Willow, desarrollado por Google Quantum AI, es un importante avance en la computación cuántica. Este dispositivo utiliza cúbits superconductores y se ha destacado por implementar corrección de errores cuánticos en tiempo real, un paso esencial hacia la construcción de ordenadores cuánticos funcionales y escalables. Gracias a su diseño, Willow ha logrado reducir significativamente la tasa de errores a medida que se incrementa el número de cúbits utilizados, demostrando la viabilidad de construir sistemas cuánticos de mayor tamaño.
En términos de rendimiento, Willow es capaz de realizar cálculos que tomarían a superordenadores convencionales como Frontier, un tiempo inimaginablemente largo, hasta 10 septillones de años.
Esto abre posibilidades para aplicaciones complejas en áreas como inteligencia artificial, química y medicina, aunque su desarrollo aún está en una fase experimental.
A pesar de estos logros, Willow no es un ordenador cuántico completo. Para aplicaciones prácticas, se requerirían sistemas mucho más grandes y con menores tasas de error. No obstante, marca un hito al demostrar el potencial de los cúbits lógicos escalables para sistemas futuros.
Errores en las computadoras cuánticas
Como breve recordatorio, las computadoras cuánticas son intrínsecamente «ruidosas», lo que significa que, sin tecnologías de corrección de errores, uno de cada 1,000 qubits fallará (en las computadoras convencionales, fallará uno de cada 1 billón de billones de bits). En otras palabras, los qubits tienden a intercambiar rápidamente información con su entorno, lo que dificulta la protección de la información necesaria para completar un cálculo. Y cuantos más qubits se utilizan, más errores se producen. Esta elevada tasa de error es, en consecuencia, uno de los principales retos para conseguir que las computadoras cuánticas rindan lo suficiente como para superar a las supercomputadoras más rápidas. Por eso, en esencia, la investigación se ha centrado en desarrollar computadoras cuánticas con qubits mejores y menos propensos a errores.
El récord de Willow
La nueva unidad de procesamiento cuántico (QPU), apodada Willow, es la primera del mundo en lograr un resultado «por debajo del umbral». En la práctica, los investigadores han conseguido reducir los errores aumentando el número de qubits, un logro extraordinario desde que el informático Peter Shor esbozara la corrección cuántica de errores en un artículo de 1995. Para lograr este objetivo «por debajo del umbral», es decir, que los errores en una computadora cuántica se reduzcan exponencialmente a medida que se añaden más qubits, los científicos de Google mejoraron los protocolos de calibración, las técnicas de aprendizaje automático para identificar errores, y métodos de fabricación de dispositivos. Por último, mejoraron los tiempos de coherencia manteniendo la capacidad de optimizar los qubits para obtener el mejor rendimiento.
Éxitos de la computación cuántica
Al probar Willow con el Random Circuit Sample, el estándar para evaluar chips de computación cuántica, los investigadores observaron que realizaba en menos de cinco minutos un cálculo de referencia estándar que habría requerido a las supercomputadoras más rápidas de la actualidad 10 cuatrillones de años. Un tiempo que es muchas veces más largo que la edad del Universo. «Lo que hemos sido capaces de hacer en la corrección cuántica de errores es un hito realmente importante, para la comunidad científica y para el futuro de la computación cuántica, que consiste en demostrar que podemos crear un sistema que funcione por debajo del umbral de corrección cuántica de errores», explicó Julian Kelly, director de hardware cuántico de Google Quantum AI.
