El mayor chip cuántico de IBM podría ayudar a resolver los problemas matemáticos más complicados

Los ordenadores cuánticos, aunque frágiles y quisquillosos en sus formas actuales, garantizan el éxito en una determinada colección de trabajos. Por un lado, necesitan tener la capacidad de resolver ciertos tipos de problemas matemáticos que implican álgebra lineal más rápido y con mucha más precisión que los sistemas informáticos clásicos, como resultado de una peculiaridad en su diseño.

Los ordenadores clásicos tienen botones binarios que representan la información como un no o un uno. El equivalente cuántico de eso, llamado qubits, puede representar la información como uno, cero o una combinación de ambos. Eso es porque en lugar de tener pequeños bits que mantienen estados de encendido o apagado, los qubits mantienen formas de onda.

En este campo cuántico, los investigadores de IBM han estado trabajando duro, actualizando su conjunto de software y hardware dentro de un aparato que pretende abordar cuestiones consideradas duras o difíciles para los mejores ordenadores atemporales disponibles en la actualidad.

En mayo, IBM presentó una entusiasta hoja de ruta para hacer que el ordenador cuántico sea aún más potente y funcional. En la Cumbre de IBM de esta semana, la firma anunció los puntos de control que han alcanzado hasta ahora, que consisten en una cpu de 433 qubits recientemente terminada llamada Osprey, y también variaciones actualizadas de su programa de software cuántico.

IBM’s biggest quantum chip yet could help solve the trickiest math problems

Para que estos dispositivos mantengan sus propiedades residenciales cuánticas, necesitan ser mantenidos a niveles de temperatura muy fríos utilizando neveras especializadas, así como sistemas de enfriamiento. IBM compartió un informe de progreso sobre dónde se encuentran en el montaje de los diferentes componentes que ciertamente conformarán sus instalaciones de neveras criogénicas de 2023, que se llama Sistema Dos. Es responsable de contener todo el equipo de computación cuántica y mantenerlo seguro.

Los chips cuánticos de IBM se llaman como los pájaros. Osprey, que es prácticamente tres veces más grande que un chip anterior de 127 qubits llamado Eagle, utiliza gran parte de las mismas tecnologías y también diseños, como un entramado de hexágonos en la superficie del chip que contiene todos los qubits. Sin embargo, 400 qubits pueden ser mucho para manejar, por lo que los ingenieros están probando regularmente técnicas de fabricación o pequeños ajustes en el diseño para hacer que los cpus sean menos ruidosos, así como mucho más fiables.

" Cada vez que se requiere la ingeniería para que sea 3x, hay cosas que entran en juego para asegurarse de que funciona", dice Jerry Chow, supervisor de crecimiento del sistema de hardware cuántico en IBM Quantum. "Con el Osprey, gran parte se reduce a establecer más, así como a escalar el circuito multinivel que prevaleció en la pila de Eagle, pero también los medios de optimizarlo con el fin de cargar aún más qubits entre sí y el curso de ellos juntos".

Una forma de hacerlo es ajustando el componente estructural del sistema del ordenador cuántico: Sustituir los cables coaxiales hechos a mano por un cableado de mayor grosor, tipo cinta, llamado cableado flexible, reduce el tamaño total de la huella (y también el precio). Estos arcos también se pueden apilar unos con otros en forma de escalera para unir las diferentes placas de los refrigeradores. Esta modificación puede aumentar la cantidad de señales que pueden obtener retransmitidas.

Junto con los nuevos cpus, el equipo introdujo nuevas generaciones de electrónica de control, y también mejoras en chips más antiguos como Eagle y también Falcon.

Una métrica que IBM ha intentado mejorar en todos sus chips es el tiempo de coherencia de los qubits. El tiempo de coherencia se refiere al tiempo que los qubits permanecen en su estado cuántico ondulatorio. Los qubits pueden perder este edificio si hay una excesiva interferencia de ruido de otros qubits, así como de la atmósfera, lo que puede causar decoherencia. Eso estropea los resultados de los cálculos. El tiempo de comprensibilidad, el tiempo que requiere hacer una puerta cuántica y también la variedad de qubits disponibles son factores que establecen el rendimiento de un chip. Además, establecen una restricción en la dimensión de los problemas que un determinado gadget puede manejar.

En este momento, el tiempo de comprensión típico de Osprey es de unos 70 a 80 fracciones de segundo. Chow y sus colaboradores han mejorado los tiempos de comprensión de los qubits en chips anteriores como Eagle y Falcon por un aspecto de tres.

" Falcon mejoró en un aspecto de tres a alrededor de 300 a 400 fracciones de segundo. Eagle, el año pasado, cuando lo lanzamos, estaba en el rango de 90 fracciones de segundo a 100 microsegundos", afirma Chow. "Ahora, tenemos nuestra revisión 3 de Eagle que también puede alcanzar los 300 microsegundos de tiempos de coherencia".

La segunda modificación de Osprey, que ya se está montando, revela una mejora comparable en sus tiempos de coherencia.

IBM aún no ha lanzado Osprey a ningún tipo de cliente. "Todavía está en la fase de elaboración de su funcionamiento, de su definición", afirma Chow. "Tenemos absolutamente los tiempos de coherencia, así como algunos de los elementos más fundamentales de la misma, sin embargo, todavía vamos a servicio de traerlo en un sistema completo en el próximo par de meses que conducen en la dirección de la liberación del cliente a principios del próximo año ".

La cumbre fue igualmente una oportunidad para demostrar todo el aplicaciones que los socios de IBM han localizado hasta ahora con la tecnología cuántica, consistentes en utilizarla para detectar ondas gravitacionales , descubriendo fraude en la información de los pagos con tarjeta, determinar los peligros relacionados con el clima para almacenamiento de energía problemas, y la simulación de los hogares de las moléculas a diseñar nuevos materiales.

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