Nace la primera computadora cuántica de 1.180 qubits de la mano de la startup Atom Computing

Atom Computing ha venido realizando pruebas internas durante los últimos meses para el desarrollo de una computadora cuántica de 1.180 qubits que estará operativa en 2024. Supone una gran revolución para la entidad, que hasta ahora solo había trabajado en un sistema de qubits de átomos neutros capaz de funcionar únicamente con 100 qubits.

Para su nueva computadora cuántica, Atom Computing se sirve de átomos neutros, que emplean una serie de láseres para crear ubicaciones favorables, en términos energéticos, para los átomos. De este modo, la configuración de los láseres determinará las ubicaciones de los átomos.

Toda la información cuántica queda almacenada en el espín nuclear, impermeable al medioambiente, consiguiendo, con respecto a otros tipos de qubits, el mantenimiento de su estado durante decenas de segundos. Otros tipos de qubits apenas mantienen su vida durante una fracción de segundo. Los átomos pueden almacenarse juntos y se permite la construcción de un sistema relativamente denso.

Su nueva computadora cuántica de 1.180 qubits se caracterizará por contar con una tecnología altamente escalable, capaz de proporcionar un banco de pruebas para trabajar en la corrección de los errores cuánticos. Así pues, se ejecutarán múltiples instancias en paralelo para aumentar las posibilidades de ofrecer la respuesta correcta y se garantizará que cada átomo atrapado se comporte del mismo modo.

Con el bloqueo de Rydberg se prohibirán las interacciones salvo que dos átomos estén separados por una determinada distancia y ambos se encuentren en el mismo estado en el que sus electrones más externos se encuentran unidos y orbitan a gran distancia del núcleo. Si se colocan los pares correctos de átomos en el estado de Rydberg, se podrán entrelazar.

Propiedades técnicas como elemento diferenciador

Hay que recordar que el sistema original de átomos comenzó a funcionar en 2021, en una cuadrícula de 10 x 10, aunque su objetivo ahora es escalar durante la próxima generación en magnitud y presentar una cuadrícula de 35×35. Esto eleva significativamente los sitios potenciales para átomos a 1.225.

Los qubits son alojados en una caja de 12×5 que contiene tanto los láseres como la óptica, además del sistema de vacío. No contiene el hardware informático que controla tanto el sistema como sus operaciones y la rejilla de átomos que se utiliza para crear solo tiene unos 100 micrones por lado.

Ahora se trabaja por gestionar la transición de un sistema de investigación a trabajar la estabilidad necesaria para los clientes en los algoritmos que se pueden ejecutar in situ. De igual modo, se ha añadido tecnología, tiempo de actividad y disponibilidad para convertirlo en un eficiente servicio de nube real.

Los clientes que empleen este sistema no podrán usar todos los qubits para un único cálculo, ya que se generarían errores. El objetivo es ejecutar algoritmos que precisen de menos qubits y operaciones. De esta forma, se permite a las empresas desarrollar algoritmos útiles a media que las computadoras cuánticas mejoran y encuentran casos individuales en los que el hardware es suficiente. Por ejemplo, si alguien entrega un algoritmo de 50 qubits, se aplicará dicho algoritmo en todos los qubits y posteriormente se le ofrecerá un resultado más rápido y óptimo.

La escala en el punto de mira

El objetivo no es otro que aumentar el número de qubits para corregir los errores cuánticos. Esto implica distribuir un único qubit lógico en diferentes qubits de hardware, por lo que lo ideal sería crear un único sistema con una elevada cantidad útil de qubits (miles o millones, incluso).

En la versión anterior del sistema, las conexiones entre qubits se realizaban moviendo átomos individuales de una zona a otra para entrelazarlos. Ahora, el número de qubits sigue aumentando, aunque a un ritmo más desacelerado. Así pues, todo pasa por trazar el tiempo de solución para los algoritmos tolerantes a fallos y comprender si dichas compensaciones merecen la complejidad.

Por el momento, Atom Computing ha comprobado que sus sistemas funcionan con una elevada fidelidad y reduciendo el elevado ruido, por lo que un sistema cuántico puro clásico se convierte en la mejor alternativa.

La compañía asegura que el paso de 100 a 1.000 qubits se realizó sin aumentar la potencia del láser requerida, lo cual facilitará el aumento progresivo en el recuento de qubits. El objetivo, a corto-medio plazo de la compañía, no es otro que aumentar hasta 10.000, o incluso, 100.000 qubits.