La computaci\u00f3n cu\u00e1ntica est\u00e1 a punto de catapultar la revoluci\u00f3n digital a nuevas alturas. El procesamiento turboalimentado promete diagnosticar instant\u00e1neamente dolencias de salud y proporcionar un r\u00e1pido desarrollo de nuevos medicamentos; acelerar enormemente el tiempo de respuesta en los sistemas de inteligencia artificial para operaciones urgentes como la conducci\u00f3n aut\u00f3noma y los viajes espaciales; optimizar el control del tr\u00e1fico en ciudades congestionadas; ayudar a los aviones a navegar mejor en turbulencias extremas; acelerar el pron\u00f3stico del tiempo para preparar mejor a las localidades que enfrentan posibles desastres y optimizar los sistemas de la cadena de suministro para lograr tiempos de entrega m\u00e1s eficientes y ahorros de costos.<\/p>\n\n\n\n
Pero a\u00fan no hemos llegado a ese punto. Uno de los mayores obst\u00e1culos a los que se enfrentan las operaciones cu\u00e1nticas es la correcci\u00f3n de errores.<\/p>\n\n\n\n
El precio de operaciones m\u00e1s r\u00e1pidas en sistemas cu\u00e1nticos es una mayor tasa de error. Las computadoras cu\u00e1nticas son muy susceptibles al ruido, como las se\u00f1ales electromagn\u00e9ticas, los cambios de temperatura y las perturbaciones en el campo magn\u00e9tico de la Tierra. Este tipo de ruido provoca errores.<\/p>\n\n\n\n
Los qubits, los componentes espec\u00edficos de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, son en s\u00ed mismos propensos a errores. Los fallos en las frecuencias, los niveles de energ\u00eda y la fuerza del acoplamiento pueden provocar errores de c\u00e1lculo.<\/p>\n\n\n\n
A diferencia de los bits de computadora est\u00e1ndar que se copian de manera confiable la mayor parte del tiempo, los qubits, por su propia naturaleza, no se pueden clonar sin que se introduzcan errores. Los bits almacenan estados de d\u00edgitos binarios f\u00e1cilmente replicables, mientras que los qubits almacenan datos en un estado cu\u00e1ntico matem\u00e1tico complejo que puede alterarse durante la copia. Adem\u00e1s, los qubits envejecen r\u00e1pidamente y el deterioro puede provocar errores.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores de IBM Quantum dicen que han desarrollado un sistema que mejora dr\u00e1sticamente la detecci\u00f3n de errores en la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. En una publicaci\u00f3n en l\u00ednea del 28 de agosto, explicaron el desaf\u00edo: “La correcci\u00f3n de errores cl\u00e1sica est\u00e1ndar s\u00f3lo necesita corregir errores de inversi\u00f3n de bits”, dijo el investigador de IBM Sergey Bravyi.<\/p>\n\n\n\n
“Las computadoras cu\u00e1nticas deben corregir m\u00e1s tipos de errores, como errores de fase que pueden corromper la informaci\u00f3n cu\u00e1ntica adicional que transportan los qubits. Las t\u00e9cnicas deben [tambi\u00e9n] corregir errores sin la capacidad de copiar estados cu\u00e1nticos desconocidos y sin destruir el estado cu\u00e1ntico subyacente”.<\/p>\n\n\n\n
En su art\u00edculo de investigaci\u00f3n, los investigadores de IBM describieron un proceso que, seg\u00fan afirman, reduce en gran medida el arsenal necesario que se utiliza actualmente en la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica para detectar errores. Los c\u00f3digos de superficie de computadora est\u00e1ndar se han utilizado con \u00e9xito durante mucho tiempo para corregir errores. Se trata de cuadr\u00edculas bidimensionales que se asemejan a un tablero de ajedrez. La correcci\u00f3n de errores eficiente para qubits es m\u00e1s desafiante.<\/p>\n\n\n\n
Bravyi dice que muchos expertos estiman que la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallas requerir\u00eda millones de qubits, “un n\u00famero que creemos que es demasiado grande para ser pr\u00e1ctico en esta etapa de desarrollo”.<\/p>\n\n\n\n
La soluci\u00f3n de IBM, un c\u00f3digo mejorado y un redise\u00f1o de la ubicaci\u00f3n de los qubits, logra resultados que requieren una d\u00e9cima parte del n\u00famero de qubits f\u00edsicos que se utilizan actualmente en la correcci\u00f3n de errores.<\/p>\n\n\n\n
“La correcci\u00f3n pr\u00e1ctica de errores est\u00e1 lejos de ser un problema resuelto”, reconocieron los investigadores en un art\u00edculo titulado “Memoria cu\u00e1ntica tolerante a fallas de alto umbral y baja sobrecarga” publicado el 15 de agosto en el servidor de preimpresi\u00f3n arXiv.<\/p>\n\n\n\n
“Sin embargo, estos nuevos c\u00f3digos y otros avances en el campo est\u00e1n aumentando nuestra confianza en que la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallas no s\u00f3lo es posible, sino que es posible sin tener que construir una computadora cu\u00e1ntica excesivamente grande”.<\/p>\n\n\n\n
Actualmente, su enfoque s\u00f3lo funciona con la memoria cu\u00e1ntica y no con la potencia computacional.<\/p>\n\n\n\n
“Estas t\u00e9cnicas son un trampol\u00edn hacia un mundo de computaci\u00f3n tolerante a fallas”, dice Bravyi, “y este nuevo\u2026 c\u00f3digo est\u00e1 acercando ese mundo. Es un resultado prometedor que nos se\u00f1ala hacia d\u00f3nde debemos buscar a continuaci\u00f3n c\u00f3digos de correcci\u00f3n de errores a\u00fan mejores”.<\/p>\n\n\n\n