Microsoft espera construir una supercomputadora cuántica en los próximos 10 años

Microsoft ha anunciado la hoja de ruta para construir su propia supercomputadora cuántica. Los responsables del proyecto prevén que necesitarán al menos 10 años de desarrollo para completar una máquina capaz de realizar un millón de operaciones cuánticas confiables por segundo.

La computación cuántica es la próxima frontera como un gran salto tecnológico en el que están trabajando los gigantes del sector. IBM, con su centro de investigación T.J. Watson Research Center en Nueva York, es la que parece está más avanzada con hitos como la simulación de la molécula más grande bajo computación cuántica y el primer ordenador cuántico de 53 qubits anunciado en 2019. Google está cerca y ese mismo año anunció que había logrado la ‘supremacía cuántica’, un concepto que define cuando una de estas nuevas computadoras sea capaz de resolver una tarea informática que no se podría realizar con las computadoras actuales o el tiempo para hacerlo fuera disparatado.

Hay una carrera por llegar primero, pero a todos les queda muchos años por delante. Como sabes, frente a la arquitectura de la computación tradicional capaces de adoptar valores de «1» o «0», la información en computación cuántica se almacena en qubits (bits cuánticos) que pueden adoptar simultáneamente ambos valores (superposición) y con ello, conseguir realizar cualquier tarea de computación de manera exponencialmente más rápida que los sistemas actuales. Todavía hay importantes problemas de base a resolver, como los factores de interferencia que influyen en la capacidad de control y la fiabilidad de los qubits, tales como defectos de la temperatura, el electromagnetismo y el material.

La supercomputadora cuántica de Microsoft

Krysta Svore, vicepresidente de desarrollo cuántico de Microsoft, ha presentado el roadmap para construir su propia supercomputadora cuántica. El directivo calcula que necesitarán -al menos- 10 años. Puede parecer mucho, pero ya se habla en términos de años y no de décadas como hasta hace poco.

La compañía afirma que ya ha conseguido un paso fundamental, la creación y control de las cuasipartículas denominadas Majoranas. Microsoft dice que este es el primer paso para crear un qubit (bit cuántico) protegido por hardware, que es la parte básica de una computadora cuántica.

Los qubits de Majorana tienen la ventaja de ser muy estables (especialmente en comparación con las técnicas tradicionales), pero también son extremadamente difíciles de crear. Microsoft hizo una apuesta temprana por esta tecnología y ahora, un año después de anunciar por primera vez este hito, el equipo está publicando un nuevo artículo revisado por pares (en el Physical Review B de la American Physical Society) que establece que de hecho ha logrado este primer hito en su camino hacia una supercomputadora cuántica.

«Hoy, estamos realmente en este nivel de implementación fundamental. Ya tenemos máquinas cuánticas de escala intermedia construidas alrededor de qubits físicos, pero y aún no son lo suficientemente confiables para hacer algo práctico en ciencia o industria comercial. El siguiente nivel al que debemos llegar como industria es el nivel ‘resistente’. Necesitamos poder operar no solo con qubits físicos, sino que debemos tomar esos qubits físicos y ponerlos en un código de corrección de errores y usarlos como una unidad para servir como un qubit lógico”, explica Svore.

El siguiente paso es construir qubits protegidos por hardware, y Svore dijo que el equipo está haciendo grandes avances para construirlos. Estos qubits serán pequeños (menos de 10 micrones por lado) y lo suficientemente rápidos para realizar una operación de qubit en menos de un microsegundo.

Microsoft también ha presentado una nueva medida para este tipo de computadoras llamada Operaciones Cuánticas Por Segundo (rQOPS). Según la compañía las computadoras cuánticas actuales están todas en el Nivel 1 con un rQOPS de cero. La primera supercomputadora cuántica necesitará al menos 1 millón de rQOPS y escalará a más de 1.000 millones para resolver problemas de química y ciencia de materiales que son de ciencia ficción para las computadoras actuales de silicio.

Además de esta hoja de ruta ambiciosa, Microsoft ha anunciado la plataforma Azure Quantum Elements (combinación de computación de alto rendimiento, IA y cuántica), así como Copilot for Azure Quantum, un modelo de IA especialmente entrenado que puede ayudar a los científicos ( y estudiantes) a generar cálculos y simulaciones.