Investigadores de IBM sentan os alicerces dun computador cuántico de uso práctico

IBM anunciou esta semana que vén de acadar “un importante avance” no eido da computación cuántica. Máis polo miúdo, trátase dun paso adiante no camiño cara a construción dun ordenador cuántico con uso práctico. Para impulsalo, comezou a materializarse un novo circuíto bit cadrado, que segundo informa a multinacional tecnolóxica, é a única arquitectura física que podería aumentar a súa dimensión con éxito. Segundo engade a compañía, a computación cuántica é en boa medida a tecnoloxía que nos vai permitir rachar cos límites que impón a tecnoloxía de hoxe, “permitíndonos entrar nunha nova era de innovación industrial”. Este tipo de computadores, para entendérmonos, fan posible o que para os equipos de hoxe en día é literalmente imposible.
Como exemplo práctico que ilustre estas novidades, dicir que de construírmos un computador cuántico de só 50 bits cuánticos (qubitspor as súas siglas en inglés), ningunha combinación dos supercomputadores que forman parte da lista Top 500 podería superar o seu rendemento.
O acadado por IBM nesta liña de investigación baséase en parte en ter visualizado por onde e como podería fallar un sistema destas características. Segundo sinala a compañía, “os traballos amosan por vez primeira o potencial de detectar e medir dous tipos de erros cuánticos (bit-flip e phase-flip) que terán lugar en calquera computador cuántico real”. A empresa lembra que ata o de agora só se podía tratar un erro ou outro, pero nunca os dous ao mesmo tempo. “Este avance”, explícase, “significa dar un paso preciso para corrixir os erros cuánticos, requisito fundamental para construír un computador cuántico de uso práctico, fiable e de gran escala”.
A pregunta que nos podemos facer é: para que podería servir un computador desta natureza? IBM, ao fío disto, guinda uns cantos exemplos. No ámbito da física e da química, un equipo cuántico podería deixar marxe para que os investigadores deseñasen novos materiais ou compoñentes de medicamentos sen ter que facer custosos experimentos e probas de laboratorio, “tal é a capacidade destas tecnoloxías para analizar rapidamente bases de datos inxentes”.
Detección de erros cuánticos
Segundo nos lembra a compañía, a peza máis básica de información que un computador pode entender é un bit. Dunha maneira semellante á luz, que pode estar acesa ou apagada, engade a compañía, un bit pode ter unicamente un de dous valores: o 1 ou o 0; porén os bits cuánticos (qubit) poden ter un dos dous valores, 1 ou 0, pero tamén poden ter os dous valores á vez, o cal se describe como superposición e denomínase como 0+1. Para os investigadores da compañía, o sinal desta
superposición “é importante porque ambos os estados de 0 e 1 teñen unha relación de fase”. Esta propiedade de superposición é o que permite que os computadores cuánticos elixan unha solución correcta entre millóns de posibilidades con moita máis rapidez que os computadores convencionais.
Neste estado de superposición pódense producir dous erros. Un deles denomínase erro bit-flip, que troca o 0 ao sitio do 1 ou viceversa. Asemade, tamén se poden producir erros de cambio de fase ou phase-flip, que modifican a relación entre 0 e 1 nunha superposición. “Ambos os tipos de erro”, explica IBM, “deben poder ser detectados para que un computador cuántico funcione ao xeito”.