El laboratorio Google Quantum AI anunció recientemente el lanzamiento de su último chip de computación cuántica, Willow, logrando avances significativos en dos áreas clave: la corrección de errores cuánticos y el rendimiento computacional. Esto representa un paso crucial hacia la computación cuántica práctica.
Un avance histórico: reducción exponencial del error cuántico
El avance más importante de Willow es la consecución, por primera vez, de la corrección de errores cuánticos "por debajo del umbral" (below threshold), resolviendo un desafío central que ha afectado al campo de la computación cuántica durante casi 30 años. En un artículo publicado en la revista Nature, el equipo de investigación demostró que, al utilizar más cúbits, la tasa de error del sistema disminuye exponencialmente.
En experimentos específicos, los investigadores probaron matrices de cúbits de 3×3, 5×5 y 7×7. Con el aumento del tamaño de la matriz, la tasa de error se redujo a la mitad en cada ocasión. Este logro marca el nacimiento del primer prototipo de cúbit lógico verdaderamente escalable, proporcionando una sólida evidencia para la construcción de computadoras cuánticas prácticas a gran escala.
Vídeo de Julian Kelly, director de hardware cuántico, presentando Willow y sus logros innovadores
Un rendimiento computacional asombroso
En las pruebas de referencia de muestreo de circuitos aleatorios (RCS), Willow demostró una sorprendente ventaja en el rendimiento. Completó un cálculo en menos de 5 minutos, mientras que la supercomputadora más rápida de la actualidad necesitaría 10 millones de billones de billones de años (1025 años) para completar el mismo cálculo, un tiempo que supera con creces la edad del universo.
Especificaciones de hardware avanzadas
El chip Willow se fabricó en la planta de fabricación de chips cuánticos especializada de Google en Santa Bárbara y cuenta con 105 cúbits. El chip alcanzó los mejores niveles de la industria en varios indicadores clave, incluyendo un tiempo T1 (tiempo de mantenimiento del estado cuántico) de cerca de 100 microsegundos, aproximadamente 5 veces mayor que la generación anterior.
El siguiente paso hacia la aplicación práctica
El fundador de Google Quantum AI Lab afirmó que el próximo objetivo del equipo es lograr la primera aplicación computacional "útil y que supere a las computadoras clásicas". Creen que esta generación de chips Willow podría ayudar a lograr este objetivo. Las áreas de aplicación potenciales incluyen:
Desarrollo de nuevos medicamentos
Optimización del diseño de baterías para vehículos eléctricos
Investigación de fusión nuclear
Desarrollo de nuevas energías
Colaboración entre la industria, la academia y la investigación
Para impulsar el desarrollo de la computación cuántica, Google también lanzó software y recursos educativos de código abierto, incluyendo un nuevo curso en la plataforma Coursera, para ayudar a los desarrolladores a aprender los fundamentos de la corrección de errores cuánticos y explorar conjuntamente las aplicaciones futuras de la computación cuántica.
Este logro innovador demuestra el enorme potencial de la computación cuántica para resolver problemas complejos y ofrece nuevas posibilidades para el futuro desarrollo de campos como la inteligencia artificial. Google afirma que la computación cuántica se convertirá en una herramienta indispensable para recopilar datos de entrenamiento inaccesibles para las computadoras tradicionales, optimizar arquitecturas de aprendizaje específicas y simular sistemas de efectos cuánticos.