China presenta un procesador cuántico confiable al 99.9% 🚀
Este procesador, equipado con 105 qubits superconductores, fue desarrollado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de China. Logró completar una tarea de cálculo en unos pocos cientos de segundos, un rendimiento que tomaría miles de millones de años a las supercomputadoras clásicas.
El último modelo de Zuchongzhi incluye 105 qubits transmon, dispositivos fabricados con metales como tantalio, niobio y aluminio, reduciendo la sensibilidad al ruido.
Crédito: D. Gao et al.
El rendimiento de Zuchongzhi 3.0 se midió utilizando un benchmark de cálculo cuántico, el Random Circuit Sampling (RCS). Esta prueba, que involucra un circuito cuántico de 83 qubits y 32 capas, se realizó un millón de veces más rápido que con el procesador anterior de Google, Sycamore.
Los investigadores también mejoraron la fidelidad de las puertas cuánticas y la corrección de errores, aspectos fundamentales para el desarrollo de computadoras cuánticas prácticas. Zuchongzhi 3.0 alcanzó una confiabilidad del 99.90% para las puertas de un qubit y del 99.62% para las puertas de dos qubits.
Estos avances fueron posibles gracias a mejoras técnicas, especialmente en los métodos de fabricación y el diseño de los qubits. El uso de tantalio y aluminio para los componentes de los qubits permitió minimizar los errores y aumentar la precisión de los cálculos.
A pesar de estos progresos, los investigadores reconocen que los benchmarks utilizados favorecen los métodos cuánticos. También destacan que las mejoras continuas en los algoritmos clásicos podrían reducir la brecha de rendimiento entre las computadoras cuánticas y las clásicas.
Este avance marca, sin embargo, un paso importante hacia el uso práctico de las computadoras cuánticas para resolver problemas actualmente irresolubles del mundo real. Los investigadores prevén un futuro en el que los procesadores cuánticos desempeñarán un papel clave en diversos campos científicos y tecnológicos.
¿Qué es un qubit superconductor?
Un qubit superconductor es un tipo de qubit utilizado en las computadoras cuánticas, fabricado con materiales superconductores como tantalio, niobio y aluminio. Estos materiales permiten que los qubits funcionen a temperaturas extremadamente bajas, reduciendo así la sensibilidad al ruido y aumentando la coherencia cuántica.
La coherencia cuántica es crucial para mantener el estado de superposición de los qubits, lo que permite realizar cálculos en paralelo. Los qubits superconductores son, por lo tanto, esenciales para el desarrollo de computadoras cuánticas prácticas y de alto rendimiento.
Los avances recientes en la fabricación y el diseño de los qubits superconductores, como los realizados en el proyecto Zuchongzhi 3.0, han permitido mejorar significativamente la fidelidad de las puertas cuánticas y la corrección de errores, aspectos clave para la realización de cálculos cuánticos complejos.
¿Cómo funciona el benchmark Random Circuit Sampling?
El Random Circuit Sampling (RCS) es un benchmark utilizado para evaluar el rendimiento de las computadoras cuánticas. Consiste en ejecutar un circuito cuántico aleatorio y medir la distribución de los resultados, que luego se compara con la esperada teóricamente.
Este benchmark es particularmente útil para demostrar la supremacía cuántica, es decir, la capacidad de una computadora cuántica de superar a las supercomputadoras clásicas en ciertas tareas. El RCS está diseñado para ser difícil de simular por computadoras clásicas, lo que lo convierte en una prueba ideal para evaluar los avances en computación cuántica.
Los resultados obtenidos por Zuchongzhi 3.0 en este benchmark muestran que las computadoras cuánticas son capaces de realizar tareas específicas en un tiempo récord, abriendo el camino a nuevas aplicaciones en diversos campos científicos y tecnológicos.