Los requisitos para crear ordenadores cuánticos

A medida que la maratón por alcanzar la promesa de la informática cuántica avanza a paso a paso, los investigadores de la división de hardware cuántico de Intel están realizando descubrimientos increíbles en el laboratorio.

Pero trasladarse desde la escala del laboratorio al mundo real requerirá demostrar un pragmatismo cuántico, el momento en que esta tecnología transformadora logre dar el salto desde la investigación a la viabilidad comercial en aplicaciones como desarrollo farmacéutico, optimización de logística (por ejemplo, encontrando la opción más eficiente entre todas las rutas posibles), predicción de desastres naturales y muchas otras.

En Intel, ese es nuestro objetivo final.

Aunque cada hito que hemos ido alcanzando en la investigación sobre informática cuántica es motivo de celebración, mi preocupación es que el campo no expandirá el ecosistema cuántico lo suficiente como para permitir dar el salto desde el laboratorio hasta un punto en el que cambie las vidas.

Los investigadores han centrado gran parte de sus esfuerzos en producir qubits, construir chips de prueba que demuestren la capacidad exponencial de un número reducido de qubits conectados. Este trabajo demuestra la teoría y el potencial de la informática cuántica, pero no nuestra capacidad para fabricar un sistema práctico.

Bajo mi punto de vista, estamos pasando por alto un componente fundamental del sistema cuántico. No se está llevando a cabo la investigación necesaria para mejorar los sistemas de control e interconexión que se requieren para operar sistemas cuánticos de gran escala de forma efectiva. A día de hoy, cada qubit se controla de manera individual. Se trata de un enfoque basado en la fuerza bruta que no será posible escalar para los numerosos qubits necesarios para cambiar el mundo.

Si no superamos ese obstáculo, no lograremos cruzar la línea de meta en esta carrera.

Hace tiempo que Intel se propuso como objetivo desarrollar un sistema cuántico comercialmente viable, y estamos encantados de informar que hemos realizado progresos importantes.

'Horse Ridge' abre todo un mundo posibilidades para el futuro de la informática cuántica.

Recientemente, hemos presentado un nuevo elemento en la carrera hacia la informática cuántica. Lo denominamos 'Horse Ridge', tomando inspiración de uno de los lugares más fríos en el estado de Oregon. Desarrollado junto con los socios de investigación de Intel de QuTech, una colaboración entre TU Delft y TNO (Organización Neerlandesa para la Investigación Científica Aplicada), consideramos que se trata del primer chip de control criogénico escalable. Horse Ridge simplificará las interconexiones y cableado de múltiples qubits que nos permitirán escalar el sistema de manera elegante.

Al contar con un sistema de control escalable, podremos pasar de la teoría cuántica al pragmatismo cuántico de manera mucho más rápida.

He aquí a lo que me refiero:

La informática cuántica tiene el potencial de abordar problemas que los ordenadores convencionales no pueden gestionar, aprovechando un fenómeno de la física cuántica. Los bits cuánticos (o qubits) pueden existir en múltiples estados de manera simultánea. Como resultado, son capaces de llevar a cabo un número muy elevado de cálculos en el mismo periodo de tiempo. La parte más fascinante, es que esto acelera dramáticamente la resolución de problemas complejos, pasando de años a una cuestión de minutos. Pero para que estos qubits pueden llevar a cabo su labor, es necesario instalar cientos de cables de conexión en el interior y exterior del refrigerador criogénico donde tiene lugar la informática cuántica (a temperaturas inferiores a la del espacio exterior).

Los bits cuánticos (o qubits) pueden existir en múltiples estados de manera simultánea.

Sin embargo, este extenso cableado de control requerido por cada qubit limita drásticamente la capacidad para controlar los cientos o miles de qubits que serán necesarios para demostrar el pragmatismo cuántico en el laboratorio – por no mencionar los millones de qubits que serán necesarios para ofrecer una solución cuántica comercialmente viable en el mundo real.

Aunque, evidentemente, el desarrollo de sistemas de control no resulta tan llamativo como lo ha sido el aumento del número de qubits, sigue siendo una necesidad y 'Horse Ridge' podría impulsar el pragmatismo cuántico hacia la línea de meta mucho más rápido de lo que resulta viable en la actualidad.

Para que estos qubits pueden llevar a cabo su labor, es necesario instalar cientos de cables de conexión en el interior y exterior del refrigerador criogénico donde tiene lugar la informática cuántica.

Nos sentimos orgullosos de 'Horse Ridge' y de las posibilidades que presenta para el futuro de la informática cuántica. Aunque quiero resaltar la importancia de los elementos de control e interconexión en los sistemas cuánticos, no deseo minusvalorar la labor de otros equipos de investigación, que tantos titulares ha acaparado. Se están llevando a cabo descubrimientos muy importantes en todo el campo, incluyendo la reciente demostración de la supremacía cuántica en un chip de 53 qubits.

Sin embargo, tras exhaustivas simulaciones, nuestras propias investigaciones indican que probablemente se requerirán al menos miles de qubits operando de manera coordinada y fiable para poder resolver los primeros problemas prácticos mediante informática cuántica. Cincuenta y tres es un gran comienzo, pero todavía queda un largo camino por delante.

Si logramos superar de manera efectiva los retos de control e interconexión en sistemas cuánticos, pronto divisaremos el pragmatismo cuántico en el horizonte.

La carrera ha comenzado… pero será necesario recorrer muchas más millas intensas antes de poder ganarla.

"Tras exhaustivas simulaciones, nuestras propias investigaciones indican que probablemente se requerirán al menos miles de qubits operando de manera coordinada y fiable para poder resolver los primeros problemas prácticos mediante informática cuántica"