El campo de la computación cuántica ha enfrentado siempre el desafío de construir computadoras cuánticas monolíticas; los científicos han luchado por ensamblar una sola unidad grande que controle millones de qubits. Sin embargo, el enfoque modular ofrece una solución a este problema. Al igual que los bloques de construcción de un niño pueden ensamblarse en estructuras complejas, los científicos están explorando la creación de módulos cuánticos más pequeños y de alta calidad, y su conexión en cadena para formar un sistema completo. Investigadores de la Facultad de Ingeniería Grainger de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado una arquitectura modular para procesadores cuánticos superconductoras, allanando el camino para sistemas de computación cuántica escalables.
Este resultado de investigación se publicó en la revista Nature Electronics, expandiendo diseños modulares previos. En comparación con los sistemas superconductoras monolíticos, el enfoque modular ofrece ventajas en tamaño y fidelidad; una fidelidad cercana a 1 significa una tasa de error extremadamente baja. La modularidad no solo logra la escalabilidad del sistema, sino que también mejora la actualización de hardware y la tolerancia a variabilidades. El profesor asistente de física Wolfgang Pfaff dijo: "Hemos creado un enfoque amigable para la ingeniería que utiliza qubits superconductoras para lograr la modularidad".
El equipo de Pfaff conectó dos dispositivos mediante cables coaxiales superconductoras, logrando la conexión de qubits entre módulos. La fidelidad de la puerta SWAP alcanzó aproximadamente el 99%, con pérdidas menores al 1%. Este logro proporciona nuevas perspectivas para el diseño de protocolos de comunicación, demostrando el enorme potencial de los sistemas de computación cuántica modulares. Mirando hacia el futuro, los ingenieros de Grainger se dedicarán a la investigación de escalabilidad, intentando conectar más de dos dispositivos mientras mantienen la capacidad de corrección de errores. Pfaff dijo: "Nuestro rendimiento es bueno; ahora necesitamos probar si puede desarrollarse de manera sostenida y si realmente tiene sentido".
