Hace tres años las computadoras cuánticas de Google fueron las primeras en demostrar una tarea computacional en la que superaron a las supercomputadoras más rápidas. Fue un hito significativo en su hoja de ruta hacia la construcción de una computadora cuántica a gran escala. Sin embargo, en el largo camino del progreso científico, fue solo un paso para hacer que las aplicaciones cuánticas sean significativas para el progreso humano.

Ahora, están dando otro gran paso adelante: por primera vez, sus investigadores de Quantum AI han demostrado experimentalmente que es posible reducir los errores aumentando la cantidad de qubits. "En computación cuántica, un qubit es una unidad básica de información cuántica que puede adoptar estados más ricos que se extienden más allá de 0 y 1. Nuestro avance representa un cambio significativo en la forma en que operamos las computadoras cuánticas. En lugar de trabajar en los qubits físicos de nuestro procesador cuántico uno por uno, estamos tratando un grupo de ellos como un qubit lógico. Como resultado, un qubit lógico que hicimos a partir de 49 qubits físicos pudo superar a uno que hicimos a partir de 17 qubits. Nature publica hoy nuestra investigación", publica Sundar Pichai, CEO of Google and Alphabet, en un comunicado de la compañía.

He aquí por qué este hito es importante: sus computadoras cuánticas funcionan manipulando qubits de una manera orquestada que llamamos algoritmos cuánticos. "El desafío es que los qubits son tan sensibles que incluso la luz dispersa puede causar errores de cálculo, y el problema empeora a medida que crecen las computadoras cuánticas. Esto tiene consecuencias significativas, ya que los mejores algoritmos cuánticos que conocemos para ejecutar aplicaciones útiles requieren que las tasas de error de nuestros qubits sean mucho más bajas que las que tenemos hoy. Para cerrar esta brecha, necesitaremos la corrección de errores cuánticos", continúa explicando el directivo.

La corrección de errores cuánticos protege la información al codificarla en múltiples qubits físicos para formar un "qubit lógico" y se cree que es la única forma de producir una computadora cuántica a gran escala con tasas de error lo suficientemente bajas como para realizar cálculos útiles. En lugar de calcular sobre los qubits individuales, calcularán sobre qubits lógicos. Al codificar un mayor número de qubits físicos en su procesador cuántico en un qubit lógico, esperan reducir las tasas de error para habilitar algoritmos cuánticos útiles.

Es la primera vez que alguien logra este hito experimental de escalar un qubit lógico. "Hemos estado trabajando para alcanzar este hito y los próximos porque las computadoras cuánticas tienen el potencial de brindar beneficios tangibles a la vida de millones. Algún día, creemos que las computadoras cuánticas se usarán para identificar moléculas para nuevos medicamentos, crear fertilizantes usando menos energía, diseñar tecnologías sostenibles más eficientes, desde baterías hasta reactores de fusión nuclear, y producir investigaciones físicas que conducirán a avances que aún no podemos imaginar. Es por eso que estamos trabajando para que eventualmente el hardware, las herramientas y las aplicaciones cuánticas estén disponibles para los clientes y socios, incluso a través de Google Cloud, para que puedan aprovechar el poder de la tecnología cuántica de maneras nuevas y emocionantes", indica Sundar.

Agrega que ayudar a otros a aprovechar todo el potencial de la cuántica requerirá que logremos hitos aún más técnicos para escalar a miles de qubits lógicos con tasas de error bajas. Hay un largo camino por recorrer: será necesario mejorar varios componentes de la tecnología, desde la criogenia hasta la electrónica de control y el diseño y los materiales de sus qubits. Con tales desarrollos, las computadoras cuánticas a gran escala se verán más claramente. El desarrollo de procesadores cuánticos también es un excelente banco de pruebas para la ingeniería asistida por IA a medida que exploran el uso del aprendizaje automático para mejorar sus procesos.

También están tomando medidas para desarrollar la computación cuántica de manera responsable, dado su poderoso potencial. "Nuestras asociaciones con los gobiernos y la comunidad de seguridad están ayudando a crear sistemas que pueden proteger el tráfico de Internet de futuros ataques informáticos cuánticos. Y nos estamos asegurando de que servicios como Google Cloud, Android y Chrome permanezcan seguros y protegidos en un futuro cuántico", apunta Sundar Pichai.

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