La empresa afirma que este avance está a la altura de su declaración de hace tres años en la que afirmaba haber alcanzado la “supremacía cuántica”, sobre todo tras descubrir un método para reducir las tasas de error inherentes a los dispositivos cuánticos actuales.
La informática cuántica es un tipo de computación que se basa en los principios de la mecánica cuántica para realizar operaciones con los datos. A diferencia de las computadoras clásicas, que utilizan bits que pueden ser 0 ó 1, las computadoras cuánticas utilizan bits cuánticos (qubits) que pueden estar en un estado de 0, 1 o ambos al mismo tiempo. Esta propiedad, conocida como superposición, permite a las computadoras cuánticas realizar múltiples cálculos simultáneamente, lo que las hace potencialmente mucho más rápidas que las computadoras clásicas para ciertos tipos de problemas. Además, las computadoras cuánticas pueden utilizar otra propiedad de la mecánica cuántica llamada entrelazamiento para realizar operaciones en múltiples qubits a la vez, lo que puede ser útil para resolver problemas complejos como la factorización de grandes números o la simulación del comportamiento de moléculas.
Para que una computadora cuántica funcione correctamente, los qubits tienen que permanecer entrelazados entre sí, lo que significa que el estado de un qubit afecta instantáneamente al estado de otro, incluso cuando están físicamente separados.
Sin embargo, el principal reto de las computadoras cuánticas actuales es su incapacidad para generar resultados significativos debido a la extrema sensibilidad de los qubits.
Incluso interferencias menores como la luz parásita pueden desencadenar errores de cálculo, y el problema se agrava a medida que las computadoras cuánticas aumentan de tamaño, donde los errores pueden hacer que los dispositivos sean prácticamente inutilizables.
Google afirma que sus investigadores de IA cuántica han demostrado experimentalmente por primera vez que es posible disminuir los errores aumentando el número de qubits, mediante una técnica de corrección de errores denominada código de superficie.
Según los investigadores, su estudio ilustra la posibilidad de mitigar los errores cuánticos tratando los qubits físicos como un grupo (un qubit lógico) en lugar de tratarlos individualmente.
El Dr. Hartmut Neven, director de ingeniería de Google Quantum AI, dirigió un equipo de investigación que construyó una computadora cuántica con 72 qubits y la sometió a dos códigos de superficie diferentes (códigos de corrección de errores).
El primer código se implementó en 49 qubits físicos que constituían un qubit lógico, mientras que el segundo sólo se aplicó a 17 qubits. El experimento indicó que el qubit lógico más grande creado a partir de 49 qubits ofrecía un rendimiento significativamente mejor que el más pequeño.
Neven afirmó que el estudio demuestra que Google ha superado un “punto de equilibrio”, tras el cual el progreso continuado produciría mejoras constantes en el rendimiento, lo que en última instancia conduciría a la empresa hacia el desarrollo de su primera computadora cuántica práctica.
Según los investigadores, el gran avance en la corrección de errores se logró gracias a las mejoras que Google había implementado en cada componente de su computadora cuántica, incluida la calidad de sus qubits, el software de control y el equipo criogénico utilizado para enfriar la computadora hasta casi el cero absoluto.
Google identificó este logro como el segundo de los seis pasos necesarios para crear una computadora cuántica práctica.
La fase siguiente implica perfeccionar su ingeniería hasta un nivel en el que sólo se necesiten 1.000 qubits para crear un qubit lógico. “Con nuevas mejoras hacia nuestro próximo hito, prevemos entrar en el régimen tolerante a fallos, en el que podremos suprimir exponencialmente los errores lógicos y desbloquear las primeras aplicaciones cuánticas útiles con corrección de errores. Mientras tanto, seguimos explorando diversas formas de resolver problemas utilizando computadoras cuánticas en temas que van desde la física de la materia condensada hasta la química, el aprendizaje automático y la ciencia de los materiales”, afirmó Neven.
En una entrada de blog, Sundar Pichai, CEO de Google, afirmó que este avance marca un “cambio significativo” en la metodología operativa de las computadoras cuánticas. “Al codificar un mayor número de qubits físicos en nuestro procesador cuántico en un qubit lógico, esperamos reducir las tasas de error para permitir algoritmos cuánticos útiles”, afirmó.
