IBM asegura tener “la única vía realista” hacia la computación cuántica

IBM acaba de anunciar un avance significativo en la arquitectura de la computación cuántica, al solucionar los obstáculos científicos para la corrección de errores. Según informaciones de la propia empresa, ya está construyendo el primer ordenador cuántico escalable y con corrección de errores del mundo, que estará listo en 2029.

“Hemos descifrado el código de la corrección de errores cuánticos”, afirmó Jay Gambetta, vicepresidente de IBM Quantum, en una rueda de prensa celebrada ayer lunes. El nuevo ordenador cuántico, llamado IBM Quantum Starling, se construirá en el centro de datos de computación cuántica de la multinacional en Poughkeepsie, en Nueva York (Estados Unidos), y contará con 200 cúbits lógicos, lo que se traduce en unos 20.000 cúbits físicos.

“Starling será capaz de ejecutar 100 millones de operaciones cuánticas”, apuntó Gambetta a la prensa. Para igualar la capacidad computacional de Starling se necesitaría la memoria combinada de un quindecilón de los superordenadores más potentes actuales, añadió. “Eso es un uno seguido de 48 ceros”. A Starling le seguirá en 2033 Blue Jay, que será diez veces más grande.

Este avance ha sido posible gracias a la decisión de IBM de abandonar su anterior enfoque de código superficial para la corrección de errores en los códigos de verificación de paridad de baja densidad (LDPC). IBM publicó su investigación en un artículo en marzo de 2024. Según la empresa, el nuevo enfoque era diez veces más eficiente que los métodos anteriores.

La corrección de errores es el mayor obstáculo para la computación cuántica práctica. Las empresas de computación cuántica suelen abordar la corrección de errores con cúbits redundantes, pero con los enfoques anteriores, el número de estos cúbits redundantes crecería mucho más rápido que el número total de cúbits utilizables, lo que impediría a los ordenadores leer ningún tamaño útil.

A principios de este mes, IBM publicó dos artículos más en los que demostraba el valor de su nuevo enfoque de la corrección cuántica. “En el primer artículo, mostramos cómo se mantiene la ventaja de los cúbits incluso cuando construimos grandes circuitos lógicos en una arquitectura de sistema cuántico modular”, según Matthias Steffen, director de tecnología de procesos cuánticos de IBM. “En el segundo artículo, mostramos cómo identificamos y corregimos errores en tiempo real utilizando recursos informáticos convencionales. En conjunto, estos artículos demostrarán los criterios esenciales para un enfoque de corrección de errores a gran escala”. “Con esta noticia, estamos seguros de que la computación cuántica a gran escala ya no es una cuestión científica, sino un reto de ingeniería”, afirmó Gambetta.

Sin embargo, es posible que ni siquiera los 2.000 cúbits lógicos de Blue Jay sean suficientes para que la computación cuántica sea una realidad práctica para las empresas. Según Bob Sutor, experto en computación cuántica y fundador y director ejecutivo de Sutor Group Intelligence and Advisory, se necesitarán 100.000 cúbits para que los ordenadores cuánticos resulten interesantes.

Un objetivo a corto plazo es la ventaja cuántica, es decir, que un ordenador cuántico pueda realizar un cálculo imposible o poco práctico para los ordenadores clásicos actuales. Según Gambetta, IBM podrá demostrar la ventaja cuántica “en un futuro próximo”.

Otra empresa, D-Wave Quantum, ya ha afirmado haber alcanzado ese objetivo en marzo. El enfoque de esta utiliza una arquitectura cuántica muy diferente, llamada ‘annealing’, que se parece más a un ordenador analógico. Los ordenadores cuánticos de ‘annealing’ no son ordenadores de uso general como los que están construyendo IBM y otras empresas de computación cuántica. Además, según Gambetta, algunos de los socios de IBM que utilizan sus plataformas de computación cuántica ya están obteniendo resultados que superan lo que es posible con los ‘annealers’.

La empresa también ha anunciado algunos pasos intermedios en el camino hacia Starling. A finales de este año, veremos el lanzamiento del ordenador IBM Quantum Loom, que pondrá a prueba los componentes arquitectónicos de las nuevas correcciones de errores cuánticos. Luego, el año que viene, IBM lanzará Kookaburra, que combinará la memoria cuántica con operaciones lógicas, un componente básico para escalar los ordenadores cuánticos más allá de un solo chip.

El desafío: que la computación cuántica aporte valor empresarial tangible

El anuncio de hoy supone “un salto significativo en una larga maratón”, considera Chirag Dekate, analista de Gartner. Las empresas pueden ver un desarrollo acelerado en áreas que requieren cálculos complejos, como la química cuántica y las simulaciones avanzadas. “La mejora en la corrección de errores y la reducción de la sobrecarga de cúbits podrían hacer que la computación cuántica sea más accesible para aplicaciones prácticas”, añade.

Dekate recuerda que Google también ha anunciado avances en la corrección cuántica con su chip Willow y tiene previsto disponer de un ordenador cuántico útil para 2029.

Mientras tanto, aún no está claro cómo la computación cuántica puede traducirse en un valor empresarial tangible, afirma el analista de Gartner. “La realidad en el ámbito cuántico es que aún no hemos llegado al momento ChatGPT”, concluye.