Innovación

La reducción de errores es el camino hacia la computación cuántica valiosa

Empresario sosteniendo el concepto de computación cuántica con renderizado 3d de icono qubit
Imagen: Producción Perig/Adobe Stock

Si bien las computadoras cuánticas han logrado grandes avances en escala, calidad y velocidad en los últimos años, la mitigación de errores cuánticos, un camino continuo desde el hardware cuántico actual hasta las futuras computadoras cuánticas tolerantes a fallas, «parece faltar en la narrativa», dijo IBM.

En la investigación recientemente publicada, la compañía señala que el primer y último objetivo es construir un procesador cuántico tolerante a fallas a gran escala «antes de que se pueda implementar cualquier algoritmo cuántico con aceleración hiperpolinómica comprobada».

Los avances recientes en una técnica ampliamente conocida como mitigación de errores cuánticos ofrecen un camino más fluido hacia ese objetivo.

VER: Computación cuántica: una hoja de trucos (Tecnopedia)

«A lo largo de este camino, los avances en la coherencia de los qubits, la fidelidad de las puertas y la velocidad se traducen inmediatamente en ventajas medibles en la informática, similar al progreso constante históricamente observado con las computadoras clásicas», dijo la compañía en un artículo. blog del martes«La última piedra de toque para la computación cuántica práctica es proporcionar una ventaja sobre los métodos clásicos para problemas útiles. Esta ventaja puede presentarse de muchas formas, siendo la más destacada la mejora sustancial del algoritmo cuántico en el tiempo de ejecución sobre los mejores métodos clásicos».

Esto requeriría algoritmos para tener representaciones eficientes de circuitos cuánticos, lo que requeriría resolver dos problemas. El primero es averiguar qué problemas se pueden asignar a circuitos cuánticos con mejores soluciones que los métodos clásicos.

LEER  Mozilla lanza Firefox Quantum, el navegador más rápido de la historia

El segundo es determinar cómo obtener resultados confiables para estos circuitos en hardware cuántico con tiempos de ejecución más rápidos.

Para abordar el primero, IBM dijo que está trabajando con la comunidad y los expertos de la industria para encontrar problemas que puedan resolverse con circuitos cuánticos que se sabe que son difíciles de simular de forma clásica. Ha explorado el espacio problemático de los circuitos cuánticos para impulsar aplicaciones reales y valor a través de IBM Quantum Network de empresas Fortune 500, instituciones académicas, entidades nacionales, nuevas empresas y la comunidad Qiskit.

Resolver el segundo problema en la práctica es más desafiante. Según IBM, el hardware cuántico actual se ve afectado por diferentes fuentes de ruido, en particular, la decoherencia de qubits, los errores de puerta única y los errores de medición.

“Estos errores limitan la profundidad de los circuitos cuánticos que podemos implementar”, dijo IBM. «Sin embargo, incluso para los circuitos poco profundos, el ruido puede conducir a estimaciones erróneas. Afortunadamente, la mitigación de errores cuánticos proporciona una variedad de herramientas y métodos que nos permiten evaluar las expectativas precisas de los circuitos cuánticos ruidosos y de poca profundidad, incluso cuando se introducen antes de la tolerancia a fallas. «

Herramientas y técnicas recomendadas por IBM

Mitigación de errores

Eliminación de errores probabilísticos es una «receta» para invertir efectivamente un circuito ruidoso para obtener resultados sin errores, incluso si el circuito mismo es ruidoso.

escala

En 2023, IBM presenta el procesador Eagle de 127 qubits, el primer procesador cuántico capaz de procesar circuitos cuánticos que no se pueden simular de forma clásica.

Detalles en Hoja de ruta cuántica ampliada Anunciado en mayo, se espera que la cantidad de qubits en su sistema alcance 4,000+ en 2023. Los hitos para mejorar la funcionalidad, la calidad y la accesibilidad del hardware y el software cuánticos serán la base de la ventaja cuántica.

mejoras de hardware

Incluso después de que los procesadores más grandes estuvieran disponibles, la empresa continuó mejorando su rendimiento en su sede de investigación en Yorktown Heights, N.Y.

Una de estas mejoras es la consistencia de los qubits. IBM dijo que ha más que duplicado el tiempo de coherencia de sus chips de 65 qubits desde su lanzamiento en 2023, y cada mejora reduce aún más los errores en los circuitos cuánticos.

Estos factores trabajan juntos exponencialmente, amplificando la influencia de cada uno.

«Juntos, todo esto significa computadoras cuánticas más grandes y tasas de error más bajas», escribió IBM. «Esto nos coloca en una trayectoria en la que podemos ofrecer computadoras cuánticas que pueden superar a las computadoras clásicas: realizar cálculos más rápido, mejor y más eficientemente».

Mejoras en el procesador

La compañía también señaló que estas ideas están más allá del alcance teórico y los funcionarios han comenzado a demostrar el efecto de la mitigación de errores en los procesadores grandes.

La calidad y la velocidad de los sistemas cuánticos seguirán mejorando a medida que se escalan para hacer frente a circuitos cada vez más complejos, lo que impulsará el camino hacia la supremacía cuántica, dijo IBM. Ha introducido una métrica para cuantificar la velocidad de los sistemas cuánticos (CLOP) y ha demostrado una reducción de 120 veces en el tiempo de ejecución de las simulaciones moleculares.

«El tiempo de coherencia de nuestro transmon qubit supera 1 milisegundo, un hito increíble en la tecnología de superconductores qubit», dijo IBM. «Desde entonces, estas mejoras se han extendido a nuestro procesador más grande, con una mejora de 2 a 3 veces en coherencia en nuestro procesador Hummingbird de 65 qubits, lo que permite puertas de mayor fidelidad».

En su último procesador Falcon r10, IBM Bragg, los errores de puerta de dos qubits cayeron por debajo del 0,1 por ciento, lo que IBM dice que es «otra primicia en la tecnología cuántica superconductora, que permite al procesador demostrar dos saltos cuánticos en 256 y 512 volúmenes cuánticos. pasos».

LEER  Qualcomm presenta Snapdragon Ride Flex SOC para automóviles

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba