Eso nos ha acercado significativamente al importante avance en las computadoras cuánticas: la corrección de errores.
El desarrollo acelerado en el que están inmersas las computadoras cuánticas ha comenzado a suscitar opiniones críticas acerca de su potencial y viabilidad en el futuro. Uno de los mayores desafíos que enfrentan aquellas personas que trabajan con esta tecnología es la capacidad de las computadoras cuánticas para corregir sus propios errores. En este contexto, es fundamental entender cómo los investigadores pueden abordar este reto y qué tan cerca estamos de lograrlo.
En enero de 2022, un grupo de investigación cuántica de Australia, uno de los Países Bajos y un tercero de Japón publicaron un artículo en Nature. En este documento, se explican diversos estudios científicos en los cuales se aborda el procedimiento que empleó granos de Super Conference con una precisión superior al 99%. Un aspecto crucial aquí es que, si los errores son tan raros, se vuelve mucho más fácil corregirlos, lo que representa un gran avance en el campo.
Sin embargo, Gil Kalai, un matemático y profesor israelí en Yale, se encuentra en el otro lado del debate. Él ha predicho que las computadoras cuánticas no lograrán superar sus problemas relacionados con la corrección de errores. Según Kalai, el incremento en el número de variables y la complejidad inherentemente alta de los sistemas cuánticos es susceptible de resultar en comportamientos que finalmente se asemejan a la operación de computadoras clásicas, haciendo que su supuesto dominio se disipe con el tiempo.
Avances en la Corrección de Errores Cuánticos
Antes de analizar los logros recientes de los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), es importante mencionar brevemente el trabajo de una de las empresas líderes en el desarrollo de computadoras cuánticas: IBM. En diciembre de 2023, esta compañía publicó un informe que predecía que su plataforma Heron (5k) estaría lista para reducir significativamente los errores antes de finales de 2024. A la fecha, IBM ha cumplido con esa promesa, marcando un hito importante en la investigación y desarrollo de esta tecnología.
El principal desafío que enfrentan las computadoras cuánticas en el ámbito de la corrección de errores es el ruido, que se define como las perturbaciones capaces de alterar el estado interno de los qubits y, por ende, introducir errores en los cálculos. Muchos de los grupos de investigación se dedican al desarrollo de estrategias para identificar errores en tiempo real y corregirlos. Sin embargo, implementar esta solución presenta dificultades considerables desde una perspectiva práctica.
La reducción de errores permite que las computadoras cuánticas realicen cálculos, incluso si tienen errores, y solo al final del proceso se deriva cuál es el resultado correcto.
Existen, no obstante, alternativas viables. Se conoce como reducción de errores, mediante la cual una monitorización constante permite a las computadoras realizar cálculos a pesar de tener errores, determinando el resultado correcto al final del proceso. Esta tecnología ya ha mostrado resultados positivos. De hecho, esta capacidad permite que los procesadores cuánticos argumenten a favor de chips cuánticos desarrollados por IBM hasta la fecha.
Un estudio reciente publicado en Nature Communications sugiere un enfoque innovador para la corrección de errores. En este artículo, se detalla cómo los investigadores han logrado utilizar átomos artificiales y fotones con el objetivo de procesar la información cuántica a velocidades mayores que las de los prototipos de computadoras cuánticas actuales.
Este tipo peculiar de acoplamiento entre la luz y la materia podría emplearse para crear componentes robustos que permitan procesar información hasta diez veces más rápido que lo que ofrecen los procesadores cuánticos en la actualidad. Yufeng Ye, el autor principal de este trabajo, afirma que “esta tecnología eliminaría un cuello de botella crítico en las computadoras cuánticas. Como norma, los resultados de los cálculos deben medirse entre rondas de corrección de errores”.
En esta afirmación, este científico destaca una relación importante entre el acoplamiento entre luz y materia, que podría ser fundamental para desarrollar nuevos métodos de corrección de errores. “Esta estrategia podría acelerar significativamente el avance hacia computadoras cuánticas tolerantes a fallos, lo que facilitaría el desarrollo de aplicaciones prácticas con valor tangible”, asegura. Aunque estas perspectivas son fascinantes, no debemos olvidar que lo que se ha logrado hasta ahora es una demostración teórica de principios físicos. El gran desafío por delante será traducir esta tecnología a aplicaciones prácticas y funcionales.
Imagen | IBM
Más información | Nature Communications
En Xataka | Ya hemos empezado a explorar el concepto del Internet cuántico, un experimento alemán ha mostrado resultados prometedores.
