IBM publica hoja de ruta para escalar en tecnología cuántica

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IBM publica hoja de ruta para escalar en tecnología cuántica para establecer sus avances y lanzamientos dentro de este ámbito en los próximos años para la compañía como es el desarrollo de los procesadores y diversas mejoras.

En otras palabras, IBM busca construir una computadora cuántica a gran escala, la cual relevará a las computadoras clásicas controlando el comportamiento de los átomos para ejecutar aplicaciones revolucionarias en las industrias, que permitan generar materiales para cambiar la forma de hacer las cosas.

Desarrollo de tecnología cuántica

“Nuestro equipo está desarrollando un conjunto de procesadores escalables, cada vez más grandes y mejores, con un dispositivo de más de 1000 qubits, llamado IBM Quantum Condor, apuntando a finales de 2023. Para dar cabida a dispositivos aún más masivos más allá de Condor, estamos desarrollando un refrigerador de dilución más grande que cualquiera disponible comercialmente en la actualidad”, destacó Jay Gambetta, IBM Fellow y VP de IBM Quantum.

Scaling quantum in action

La hoja de ruta se encamina hacia los procesadores de más de un millón de qubits del futuro, con base en conocimiento de la industria, equipos multidisciplinarios y la metodología ágil que busca mejorar los sistemas. Mientras tanto, la hoja de ruta de hardware tiene como objetivo diseñar una computadora cuántica full-stack, implementada a través de la nube, la cual pueda ser programada de manera sencilla.

Procesadores cuánticos

El equipo de IBM Quantum construye procesadores cuánticos, es decir, procesadores de computación que se basan en las matemáticas de las partículas elementales para expandir las capacidades computacionales, que ejecutan circuitos cuánticos en lugar de los circuitos lógicos de las computadoras digitales.

“Representamos datos utilizando los estados cuánticos electrónicos de átomos artificiales conocidos como qubits transmon superconductores, que están conectados y manipulados por secuencias de pulsos de microondas para permitir el funcionamiento de esos circuitos. Pero los qubits olvidan rápidamente sus estados cuánticos debido a la interacción con el mundo exterior” destacó Gambetta.

Uno de los desafíos es descubrir cómo controlar grandes sistemas de los qubits durante el tiempo suficiente y minimizando los errores lo suficiente como para ejecutar los circuitos cuánticos complejos requeridos por las futuras aplicaciones cuánticas.

Recordó que IBM explora los qubits superconductores desde mediados de la década de 2000 con habilitando dispositivos multi-qubits desde principios de la década de 2010, por lo que los refinamientos y avances en el sistema, desde los qubits hasta el compilador permiten colocar la primera computadora cuántica en la nube en 2016.

Actualmente la compañía cuenta con dos docenas de sistemas estables en IBM Cloud para que clientes y el público en general experimenten, incluidos procesadores IBM Quantum Canary de 5 qubits y nuestros procesadores IBM Quantum Falcon de 27 qubits, en uno de los cuales recientemente se ejecutó un circuito cuántico lo suficientemente largo como para declarar un Volumen Cuántico de 64.

“Detrás de todo eso se encuentra el hardware con métricas de dispositivos líderes en el mundo fabricadas con procesos únicos para permitir un rendimiento confiable”, señaló el representante de IBM.

Beyond a thousand qubits

Procesador IBM Quantum Hummingbird

Recientemente IBM presentó su procesador IBM Quantum Hummingbird de 65 qubits, para los miembros de IBM Q Network. Este dispositivo cuenta con multiplexación de lectura 8:1, lo que significa que se combinaron señales de lectura de ocho qubits en 1.

“Hemos reducido significativamente el tiempo de latencia del procesamiento de señales en el sistema de control asociado, como preparación para las próximas capacidades del sistema de retroalimentación y avance, donde podremos controlar qubits basados en condiciones clásicas mientras se ejecuta el circuito cuántico”, destacó.

Avizoró que para el próximo año, se presentará el procesador IBM Quantum Eagle de 127 qubits con varias actualizaciones para superar el hito de los 100 qubits: “de manera crucial, las vías de silicio (through-silicon vías, TSV) 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.”

Explicó que con el procesador Eagle, también presentarán capacidades de cómputo clásicas en tiempo real concurrentes que permitirán la ejecución de una familia más amplia de circuitos y códigos cuánticos.

“Los principios de diseño establecidos para nuestros procesadores más pequeños nos encaminarán hacia el lanzamiento de un sistema IBM Quantum Osprey de 433 qubits en 2022”, señaló.

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, describió Gambetta.

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