En breve
- IBM presentó los procesadores cuánticos Nighthawk y Loon el miércoles.
- Los 120 qubits y 218 acopladores de Nighthawk soportan circuitos de hasta 5,000 compuertas de dos qubits.
- IBM tiene como objetivo lograr una ventaja cuántica verificada por la comunidad para 2026 y hitos hacia la tolerancia a fallos para 2029.
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IBM presentó el miércoles los próximos pasos en su hoja de ruta para la computación cuántica práctica, desvelando procesadores, software y métodos de fabricación mejorados que, según afirmó, ayudarán a impulsar el campo hacia una ventaja cuántica verificada para 2026 y hitos en el camino hacia la tolerancia a fallos para 2029.
“Ventaja cuántica” se refiere al punto en el que una computadora cuántica realiza una tarea que ninguna computadora tradicional puede igualar. La tolerancia a fallos es la capacidad de una computadora cuántica para mantener su rendimiento estable frente a errores. Si la hoja de ruta de IBM se mantiene, entonces el procesador Nighthawk de IBM marcaría un paso crucial hacia una computadora cuántica comercialmente viable para finales de la década.
Aunque el anuncio de IBM acerca de la computación cuántica acerca un paso más a “Q-Day”, los nuevos procesadores aún están lejos de ser una amenaza para la encriptación que protege Bitcoin.
Romper la criptografía de curva elíptica de Bitcoin requeriría una computadora cuántica tolerante a fallos con aproximadamente 2,000 qubits lógicos, lo que equivale a decenas de millones de qubits físicos una vez que se tiene en cuenta la corrección de errores. El Quantum Nighthawk es un procesador de 120 qubits diseñado para manejar cálculos más complejos mientras mantiene bajas tasas de error.
Aún así, el Día-Q se acerca. Se espera que los primeros sistemas Nighthawk lleguen a los usuarios a finales de 2025, con iteraciones futuras proyectadas para superar los 1,000 qubits conectados para 2028. El chip conecta cada qubit a través de 218 acopladores ajustables, aproximadamente un 20% más que el diseño Heron anterior de IBM en 2023. IBM dijo que la nueva arquitectura permite circuitos aproximadamente un 30% más complejos, soportando cálculos de hasta 5,000 puertas de dos qubits.
El Nighthawk es el siguiente hito en la hoja de ruta Starling de IBM, una serie de pasos anunciados en julio para entregar una computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallos—IBM Quantum Starling—para 2029. Alcanzar el objetivo de fabricar una computadora cuántica escalable para uso industrial requiere avances significativos en arquitectura modular y corrección de errores, entre otros avances anticipados en la expansión de Starling.
El anuncio de IBM siguió a una ola de inversión renovada en computación cuántica. En octubre, Google dijo que su procesador Willow logró una verificación de aceleración cuántica, completando una simulación física más rápido que cualquier supercomputadora clásica conocida. Este resultado renovó los temores sobre la seguridad a largo plazo de la encriptación de Bitcoin.
Para respaldar sus ambiciones cuánticas, IBM se asoció con Algorithmiq, el Flatiron Institute y BlueQubit para lanzar un rastreador de ventaja cuántica, una plataforma de código abierto para comparar resultados cuánticos y clásicos en experimentos de referencia.
IBM también anunció que está expandiendo su software Qiskit para que coincida con el nuevo hardware. La compañía dijo que los circuitos dinámicos en Qiskit mejoraron la precisión en un 24% a la escala de 100 qubits. Una nueva interfaz C-API vincula Qiskit con sistemas clásicos de alto rendimiento para acelerar la mitigación de errores, reduciendo el costo de extraer resultados precisos, afirma IBM, en más de 100 veces.
Para 2027, IBM planea añadir bibliotecas computacionales para el aprendizaje automático y la optimización para ayudar a los investigadores a modelar sistemas físicos y químicos.
Construyendo hacia la tolerancia a fallos
IBM también anunció avances en su procesador experimental Quantum Loon, que la compañía dijo demuestra todos los componentes de hardware clave necesarios para la computación cuántica tolerante a fallos. La arquitectura del chip se basa en tecnologías ya probadas en otros sistemas de prueba, incluidos los “c-couplers” de largo alcance que conectan qubits distantes y la capacidad de reiniciar qubits entre operaciones.
La compañía informó de un aumento de diez veces en el rendimiento de decodificación de errores, logrando una corrección en tiempo real por debajo de 480 nanosegundos utilizando códigos qLDPC—un hito que dijeron que llegó un año antes de lo programado.
Para acelerar el desarrollo, IBM trasladó la producción de sus chips cuánticos a una línea de obleas de 300 milímetros en el Albany NanoTech Complex en Nueva York. La transición, dijo, ha duplicado la velocidad de investigación, aumentado la complejidad de los chips diez veces, y ha permitido que se desarrollen y exploren múltiples diseños de procesadores en paralelo.
IBM dijo que las actualizaciones marcan un progreso continuo hacia sistemas cuánticos escalables y tolerantes a fallos, y proporcionan la base para demostraciones verificadas por la comunidad de ventaja cuántica en los próximos años.
“Creemos que IBM es la única empresa que está posicionada para inventar y escalar rápidamente el software cuántico, hardware, fabricación y corrección de errores para desbloquear aplicaciones transformadoras,” dijo Jay Gambetta, Director de Investigación de IBM, en un comunicado.
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