¡Gran avance de Google (GOOGL.US) en computación cuántica! La tasa de error en pasos clave se redujo aproximadamente 40 veces, acercándose un paso más a la aplicación práctica

Según informó Zhihu Finance APP, Google, filial de Alphabet (GOOGL.US), anunció que ha demostrado una nueva tecnología capaz de reducir en aproximadamente 40 veces la tasa de errores en una etapa clave de la computación cuántica, lo que marca un avance en la construcción de máquinas suficientemente potentes y fiables como para resolver problemas que las computadoras tradicionales no pueden alcanzar.

Las investigadoras Emma Rosenfeld y Craig Gidney afirmaron en el blog de Quantum AI de Google que los resultados publicados el 15 de octubre en la revista científica Science demuestran que un proceso denominado “cultivo de estado mágico” (magic state cultivation) puede funcionar en el procesador cuántico Willow de Google. Esta tecnología logró una precisión récord del 99,99% en la creación de determinados estados cuánticos especializados necesarios para la ejecución de ciertos cálculos avanzados.

Este avance resuelve uno de los grandes obstáculos para la computación cuántica comercial: la enorme cantidad de hardware requerida para evitar errores. Las computadoras cuánticas emplean cúbits (qubits) que representan y procesan información de maneras que los bits convencionales no pueden igualar. Sin embargo, los qubits son extremadamente sensibles a las interferencias y, sin una corrección de errores masiva, resulta muy difícil realizar cálculos confiables.

Por qué el “estado mágico” es crucial

Una de las etapas más costosas en la corrección de errores implica la preparación de los llamados “estados mágicos”. Estos son estados cuánticos especialmente preparados que permiten la ejecución de ciertas operaciones fundamentales para una computadora cuántica de pleno funcionamiento. A diferencia de los recursos computacionales convencionales, los estados mágicos se consumen al utilizarlos y deben ser repuestos de forma constante.

Google indicó que estimaciones previas sugerían que la preparación de estos estados podría consumir hasta el 95% de la capacidad computacional de una computadora cuántica, dejando solo una pequeña fracción para cálculos útiles. Aliviar esta carga podría permitir que las computadoras cuánticas futuras sean considerablemente más compactas y de menor coste operativo.

La tecnología de cultivo de Google resuelve este problema al partir de un estado cuántico imperfecto y comprobar repetidamente sus errores. Los intentos que no superan la verificación se descartan, permitiendo así que el sistema produzca estados de mucha mayor confiabilidad. En el procesador Willow de Google, este método redujo los errores en aproximadamente 40 veces en comparación con los estados no cultivados.

Desafíos y avances de ingeniería

El estudio también exigió que Google superara problemas en la forma en que se miden los errores cuánticos. El equipo descubrió que las fluctuaciones eléctricas y los cambios de temperatura distorsionaban sus métodos de prueba, generando resultados que inicialmente parecían inconsistentes con la física conocida. Posteriormente, los investigadores modificaron los controles de hardware y desarrollaron una nueva forma de medir la precisión de su tecnología.

Otro logro consistió en transferir los estados cuánticos mejorados entre dos distintos sistemas de corrección de errores: códigos de color (color codes) y códigos de superficie (surface codes). Ambos son métodos alternativos para proteger la información cuántica de los errores. Demostrar que estos estados pueden sobrevivir a la transferencia indica que la tecnología de cultivo podría, en última instancia, integrarse en sistemas cuánticos de mayor escala.

Para los inversores de Alphabet, estos hallazgos significan avances en la superación de las barreras técnicas y económicas de la computación cuántica comercial. Una corrección de errores más eficiente podría eventualmente disminuir el número de qubits físicos necesarios para realizar cálculos útiles, reduciendo así los costes y la complejidad de construir máquinas comercialmente viables. Las computadoras cuánticas podrían aplicarse finalmente en áreas como la ciencia de materiales, la química y otros campos donde las computadoras convencionales tienen dificultades para completar cálculos complejos.

Sin embargo, estos resultados no implican que Google ya haya desarrollado una computadora cuántica de uso comercial. La empresa reconoce que la tecnología aún debe validarse a mayor escala, y persisten importantes desafíos de ingeniería. La mejora de 40 veces se refiere específicamente a la preparación de estados mágicos, no al rendimiento o la tasa de errores globales del procesador.

Este estudio refuerza la posición de Google en la carrera por desarrollar computación cuántica tolerante a errores. La computación cuántica tolerante a errores se refiere a máquinas capaces de ejecutar cálculos largos y complejos a pesar de la presencia de errores en el hardware subyacente.

Aunque este logro podría mejorar la viabilidad económica de la computación cuántica a largo plazo, Google aún no ha proporcionado un cronograma de comercialización ni ha cuantificado ningún impacto potencial en los ingresos. Para los inversores, su significado directo radica en el progreso tecnológico y no en su contribución a las ganancias de Alphabet en el corto plazo.