💡 Resumen (TL;DR):
- La startup Quantum Elements publicó un método híbrido que marca la mayor fidelidad registrada para qubits lógicos entrelazados.
- El sistema alcanzó hasta 98% de precisión operando en un procesador superconductor de IBM de 127 qubits.
- Esta investigación, junto con nuevos enfoques de corrección, acelera la llegada del hardware cuántico comercial y tolerante a fallos.
El pasado 4 de marzo, la startup de software cuántico Quantum Elements anunció un récord histórico en la corrección de errores de la computación cuántica. En colaboración con investigadores de la USC, IBM y la Universidad RWTH Aachen, el equipo logró la mayor fidelidad registrada hasta la fecha para qubits lógicos entrelazados operando dentro de un procesador superconductor.
La investigación, publicada en la revista Nature Communications, detalla un método híbrido que ataca el mayor obstáculo de esta industria: la inestabilidad. La técnica combina la detección cuántica de errores con un nuevo modelo de desacoplamiento dinámico aplicado directamente a nivel lógico.
Al probar este sistema en un procesador de IBM de 127 qubits, los científicos registraron fidelidades del estado de Bell lógico de entre 91 y 94 por ciento. Esta cifra escaló hasta 98 por ciento en estados codificados post-seleccionados, rompiendo el límite previo basado en transmones, que apenas rondaba el rango del 79 al 93 por ciento.
“Al integrar el desacoplamiento dinámico basado en código directamente en la capa lógica, la investigación muestra que podemos suprimir los errores de forma significativamente más eficaz que con técnicas físicas por sí solas”, explicó el coautor Daniel Lidar, titular de la Cátedra Viterbi de Ingeniería en la USC.
Códigos fantasma y la ruta hacia la tolerancia a fallos
En paralelo, investigadores de la Universidad de Maryland y el NIST crearon los códigos fantasma. Esta nueva clase de código de corrección cuántica ejecuta puertas de entrelazamiento entre qubits lógicos simplemente reetiquetando los qubits físicos durante la compilación, eliminando la necesidad de operaciones físicas adicionales.
Las simulaciones de extremo a extremo demostraron que esta técnica reduce los errores lógicos entre uno y dos órdenes de magnitud en comparación con el código de superficie convencional.
Al mismo tiempo, un equipo de la Academia Cuántica Internacional y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur publicó en Nature Electronics que un procesador cuántico de silicio ya es capaz de detectar errores de un solo qubit utilizando mediciones de estabilizador sin destruir el entrelazamiento.
La industria entera considera la corrección de errores como su desafío de ingeniería definitivo y las grandes compañías tecnológicas están moviendo sus piezas:
- Google detalló recientemente códigos de superficie dinámicos que exigen menos acopladores por qubit para reducir los requisitos técnicos del hardware.
- Alice & Bob presentó los “códigos de ascensor”, diseñados para reducir las tasas de error lógico por un factor de 10,000 triplicando apenas la cantidad de qubits.
La velocidad y volumen de estos descubrimientos indican que la transición de los experimentos de laboratorio a una computación cuántica estable, práctica y tolerante a fallos requerirá menos tiempo del proyectado por los analistas iniciales.
