La compañía estadounidense IBM anunció un nuevo procesador cuántico de 127 qubits llamado “Eagle”, lo que significa un avance significativo para aprovechar el potencial informático de los dispositivos basados en la física cuántica.

De acuerdo con IBM, este nuevo hito señala el punto en el desarrollo de hardware en el que los circuitos cuánticos no pueden ser simulados de manera confiable y exacta en una computadora clásica.

IBM explicó que la computación cuántica aprovecha la naturaleza cuántica fundamental de la materia a niveles subatómicos para ofrecer la posibilidad de una potencia computacional enormemente aumentada.

Detalló que la unidad computacional fundamental de la computación cuántica es el circuito cuántico, una disposición de qubits en puertas y medidas cuánticas. Eso significa, dice IBM, que cuantos más qubits posea un procesador cuántico, más complejos y valiosos serán los circuitos cuánticos que puede ejecutar.

“Eagle es el primer procesador cuántico de IBM desarrollado e implementado para contener más de 100 qubits operativos y conectados. Sigue al procesador IBM ‘Hummingbird’ de 65 qubits presentado en 2020 y al procesador ‘Falcon’ de 27 qubits anunciado en 2019. Para lograr este avance, los investigadores de IBM desarrollaron innovaciones pioneras en sus procesadores cuánticos existentes, como un diseño de disposición de qubits para reducir errores y una arquitectura para disminuir el número necesario de componentes.

“Las nuevas técnicas utilizadas en Eagle colocan el cableado de control en múltiples niveles físicos dentro del procesador mientras mantienen los qubits en una sola capa, lo que permite un aumento significativo de qubits. El aumento de qubits permitirá a los usuarios explorar problemas en un nuevo nivel de complejidad al realizar experimentos y ejecutar aplicaciones, como optimizar el Aprendizaje Automático o modelar nuevas moléculas y materiales para su uso en áreas que abarcan desde la industria energética hasta el proceso de descubrimiento de fármacos”, señaló IBM.

Agregó que “Eagle” es el primer procesador cuántico de IBM cuya escala hace imposible que una computadora clásica simule de manera confiable. De hecho, agregó, el número de bits clásicos necesarios para representar un estado en el procesador de 127 qubits excede el número total de átomos en los más de 7 mil 500 millones de personas en el mundo.

IBM también presentó su Quantum System Two, un concepto para el futuro de los sistemas de computación cuántica diseñado para trabajar con los próximos procesadores IBM de 433 qubits y 1,121 qubits.

“IBM Quantum System Two ofrece un vistazo al futuro centro de datos de computación cuántica, donde la modularidad y la flexibilidad de la infraestructura del sistema serán clave para el escalado continuo. System Two se basa en la larga herencia de IBM, tanto en computación cuántica como clásica, aportando nuevas innovaciones en todos los niveles del stack tecnológico”, dijo Jay Gambetta, IBM Fellow and VP of Quantum Computing.

La estadounidense IBM tiene claro el camino para el desarrollo de su proyecto de cómputo cuántico.

El cómputo cuántico, en términos simples, permite realizar millones de acciones más complejas que los procesadores de cómputo actuales no pueden realizar.

Por ejemplo, en algún momento del desarrollo de la computación cuántica será posible que los algoritmos resuelvan problemas médicos, como advertir un tratamiento adecuado para determinada enfermedad y paciente.

Para ello, IBM trabaja de manera acelerada en el desarrollo de sus procesadores cuánticos y ha establecido una hoja de ruta en la que plantea objetivos definidos en el desarrollo de sus nuevos procesadores.

En este 2021, la compañía tecnológica planea presentar su procesador IBM Quantum Eagle de 127 qubits. De acuerdo con Jay Gambetta, vicepresidente de IBM Quantum, este nuevo procesador incluye diversas actualizaciones para superar el hito de los 100 qubits.

“De manera crucial, las vías de silicio y el cableado de varios niveles brindan la capacidad de desplegar de manera efectiva una gran densidad de señales de control clásicas mientras se protegen los qubits en una capa separada para mantener tiempos de coherencia elevados. Mientras tanto, hemos logrado un delicado equilibrio de conectividad y reducción del error de crosstalk con nuestro enfoque de frecuencia fija para puertas de dos qubits y la disposición de qubit hexagonal introducida por Falcon.

“Este diseño de qubit nos permitirá implementar el código de corrección de errores ‘hexagonal pesado’ que nuestro equipo estrenó en 2019, de modo que a medida que aumentemos el número de qubits físicos, también podremos explorar cómo funcionarán juntos como qubits lógicos con corrección de errores”, detalló el ejecutivo en un informe.

En septiembre de 2020, IBM lanzó otro de sus procesadores cuánticos que están plasmados en los planes de su hoja de ruta. Se trata del IBM Quantum Hummingbird de 65 qubits, el cual permite que los dispositivos sean más pequeños y tengan menos componentes, pero mantenga todas las características de alto rendimiento.

La hoja de ruta de IBM tiene establecido que en 2020 será lanzado el Osprey de 433 qubits. Todos los anteriores son evoluciones encaminadas al gran objetivo que está planteado para 2023, y es lograr lanzar el procesador IBM Quantum Condor, un dispositivo de más de 1000 qubits que, de acuerdo con los investigadores, resolverá parte de los desafíos más grandes que ha enfrentado la computación cuántica hasta el momento.

Gambetta explicó que IBM ha explorado los qubits superconductores desde mediados de la década de 2000, y desde entonces ha aumentado los tiempos de coherencia y disminuyendo los errores para habilitar dispositivos multi-qubits desde principios de la década de 2010.

“En 2023, presentaremos el procesador IBM Quantum Condor de 1.121 qubits, incorporando las lecciones aprendidas de procesadores anteriores, mientras continuamos reduciendo los errores críticos de dos qubits para que podamos ejecutar circuitos cuánticos más largos.

Consideramos que Condor es un punto de inflexión, un hito que marca nuestra capacidad para implementar la corrección de errores y escalar nuestros dispositivos y, al mismo tiempo, es lo suficientemente complejo como para explorar las posibles ventajas cuánticas, problemas que podemos resolver de manera más eficiente en una computadora cuántica que en las mejores supercomputadoras del mundo”, agregó Jay Gambetta.