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El avance de Harvard en computación cuántica: un salto hacia la corrección de errores y la reducción de ruido

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Ha habido un avance sustancial en la computación cuántica, que fue divulgado por un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard, en conjunto con QuEra Computing Inc., la Universidad de Maryland y el Instituto de Tecnología de Massachusetts. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de los Estados Unidos de América ha proporcionado financiación para el desarrollo de un procesador único en su tipo que ha sido diseñado con la intención de superar dos de los problemas más importantes en este campo: ruido y errores.

El ruido que afecta a los qubits (bits cuánticos) y provoca errores computacionales ha sido un obstáculo importante para la computación cuántica, que se ha enfrentado a esta situación. dificultad por algun tiempo. En el proceso de mejora de la tecnología informática cuántica, esto ha demostrado ser un obstáculo importante. Desde el principio de los tiempos, se han necesitado computadoras cuánticas que contengan más de mil qubits para realizar enormes cantidades de corrección de errores. Este es el problema que ha impedido que estos ordenadores sean ampliamente utilizados.

En una investigación innovadora que se publicó en la revista científica Nature, revisada por pares, el equipo dirigido por la Universidad de Harvard reveló su estrategia para abordar estas preocupaciones. Se les ocurrió la idea de los qubits lógicos, que son colecciones de qubits que están unidos entre sí mediante entrelazamiento cuántico con fines de comunicación. A diferencia del método convencional de corrección de errores, que se basa en copias duplicadas de información, esta técnica hace uso de la redundancia inherente que está presente en los qubits lógicos.

El equipo utilizó una cantidad de 48 qubits lógicos, que nunca antes se había logrado, para realizar cálculos a gran escala de manera efectiva en una computadora cuántica con corrección de errores. Al demostrar una distancia de código de siete, lo que indica una mayor resistencia a los errores cuánticos, esto se pudo lograr construyendo y entrelazando los qubits lógicos más grandes que jamás se hayan creado. Por lo tanto, esto se hizo viable.

Para construir el procesador, se separaron miles de átomos de rubidio en una cámara de vacío y luego se enfriaron a una temperatura muy cercana al cero absoluto utilizando láseres e imanes. 280 de estos átomos se convirtieron en qubits y se entrelazaron con la ayuda de láseres adicionales, lo que dio como resultado la creación de 48 qubits lógicos. En lugar de utilizar cables, estos qubits se comunicaban entre sí mediante el uso de pinzas ópticas.

En comparación con máquinas anteriores más grandes basadas en qubits físicos, esta nueva computadora cuántica demostró una tasa mucho menor de errores durante los cálculos. En lugar de corregir errores que se producen durante los cálculos, el procesador utilizado por el equipo de Harvard incorpora una fase de detección de errores de posprocesamiento. Durante esta fase, se descubren y descartan resultados erróneos. Este es un enfoque acelerado para escalar las computadoras cuánticas más allá de la era actual de Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), que está actualmente en vigor.

Como resultado de este logro, han surgido nuevas oportunidades para la computación cuántica. El logro es un gran paso hacia el desarrollo de computadoras cuánticas que sean escalables, tolerantes a fallas y capaces de abordar problemas que tradicionalmente han sido intratables. Específicamente, el estudio destaca la posibilidad de que las computadoras cuánticas realicen cálculos y combinatoria que no son concebibles con la tecnología que ahora está disponible en el campo de la informática. Esto abre una vía completamente nueva para el avance de la tecnología cuántica.

Fuente de la imagen: Shutterstock

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