Willow Chip Cuántico de Google

El chip Willow marca un hito importante en una travesía que comenzó hace más de una década. Desde la fundación de Google Quantum AI en 2012, el objetivo ha sido desarrollar un ordenador cuántico a gran escala que aproveche la mecánica cuántica, considerada el «sistema operativo» de la naturaleza. La visión detrás de este proyecto es crear un ordenador que impulse el avance científico, facilite el desarrollo de aplicaciones útiles y proporcione soluciones a algunos de los desafíos más complejos del mundo. Dentro de Google Research, el equipo ha delineado una ambiciosa hoja de ruta, y con Willow, han logrado un avance crucial hacia la implementación de aplicaciones cuánticas comercialmente viables.

Corrección Exponencial de Errores Cuánticos: ¡Por Debajo del Umbral!

Uno de los principales desafíos en la computación cuántica es la gestión de los errores, que surgen debido a que los cúbits (la unidad básica de información en un ordenador cuántico) tienden a interactuar rápidamente con su entorno, dificultando la conservación de la información necesaria para llevar a cabo cálculos precisos. En sistemas tradicionales, a medida que aumentan los cúbits, también lo hacen los errores, lo que puede hacer que el sistema se comporte de manera clásica.Sin embargo, en un reciente artículo publicado en la revista Nature, hemos demostrado que, al aumentar la cantidad de cúbits en el sistema cuántico Willow, hemos logrado reducir exponencialmente la tasa de error, lo que hace que el sistema se mantenga más cuántico a medida que se añaden más cúbits. En nuestros experimentos, probamos matrices de cúbits físicos con tamaños crecientes: comenzamos con una matriz de 3×3 cúbits, luego con una de 5×5 y, finalmente, con una de 7×7. En cada iteración, conseguimos reducir a la mitad la tasa de error, aplicando avances en la corrección de errores cuánticos.Este logro, conocido como mantenerse “por debajo del umbral”, es histórico en el campo de la computación cuántica. Se refiere a la capacidad de reducir los errores a medida que aumentamos el número de cúbits, algo que no se había logrado hasta ahora, desde que Peter Shor introdujera la idea de la corrección de errores cuánticos en 1995. Este resultado marca un hito crucial en el avance hacia computadoras cuánticas más robustas y funcionales.Lo que hace aún más innovador este avance es que se trata de uno de los primeros ejemplos convincentes de corrección de errores en tiempo real en un sistema cuántico superconductor. Este es un paso fundamental hacia la computación cuántica práctica, ya que, para evitar que los errores destruyan el cálculo antes de su finalización, es esencial poder corregir los errores de manera rápida y eficiente.Además, nuestra investigación ha demostrado que las matrices de cúbits tienen una vida útil más prolongada que los cúbits físicos individuales, lo que indica de forma inequívoca que la corrección de errores mejora el rendimiento global del sistema. Este avance coloca a Willow como el primer sistema que se mantiene de manera efectiva por debajo del umbral, lo que lo convierte en el prototipo más convincente de un cúbit lógico construido hasta la fecha.Este progreso es también una señal clara de que es posible construir ordenadores cuánticos grandes y funcionales, capaces de ejecutar algoritmos de alta relevancia comercial que no pueden ser replicados por ordenadores convencionales. Con Willow, estamos más cerca que nunca de lograr la computación cuántica a gran escala y de resolver problemas prácticos que antes parecían inalcanzables.

¿Qué Significa Este Avance para el Futuro de la Computación Cuántica?

Este avance no solo marca un paso crucial en la corrección de errores cuánticos, sino que también acerca a los ordenadores cuánticos funcionales a un punto donde se pueden ejecutar algoritmos prácticos con aplicaciones comerciales reales. A medida que desarrollamos más sistemas como Willow, la promesa de la computación cuántica se acerca a convertirse en una herramienta imprescindible para resolver problemas complejos que están más allá de la capacidad de las computadoras clásicas.

«Este extracto fue adaptado de un artículo publicado en Blog de Google, que analiza los avances recientes en computación cuántica.»