Según informa Wedoany.com desde el sitio web oficial de IBM, la compañía ha conectado dos criostatos modulares cuánticos y los ha enfriado al mismo entorno ultrafrío. Esta es una validación clave de ingeniería en la hoja de ruta cuántica de IBM, lo que significa que en el futuro cientos de chips cuánticos podrían acoplarse mediante un sistema criogénico modular para formar una computadora cuántica tolerante a fallos más potente.
El objetivo de diseño de esta arquitectura criogénica es abrir tres vías: modularidad, uso compartido y entorno ultrafrío, permitiendo que cientos de chips cuánticos se interconecten para abordar problemas de mayor escala. IBM afirma que la finalización del nuevo sistema es un hito en el camino hacia su programa "IBM Quantum Starling" (en adelante, "Starling"). Dicho programa consiste en entregar para 2029 una computadora cuántica tolerante a fallos a gran escala, integrando avances en códigos de corrección de errores, diseño de procesadores, decodificación e ingeniería de sistemas. Se espera que sea la primera computadora cuántica tolerante a fallos del mundo.
Tras la combinación de los dos primeros criostatos puestos en operación, la altura y el ancho del conjunto superan los 8 pies. Las pruebas iniciales muestran que todo el sistema puede enfriarse de manera conjunta desde temperatura ambiente hasta 4 kelvin, es decir, la temperatura del helio líquido, en menos de 5 días; posteriormente, la temperatura final desciende aún más, por debajo de 15 milikelvin. Esta temperatura es más de 180 veces más fría que el espacio profundo, lo que proporciona el entorno térmico necesario para el funcionamiento estable de los qubits superconductores.
Dentro de la carcasa de vacío de cada criostato, el espacio de cableado se ha incrementado hasta 12 veces en comparación con el sistema cuántico más desplegado actualmente por IBM, lo que permite una interconexión más amplia de chips tanto dentro de cada criostato como entre criostatos. El nuevo diseño adopta una forma de caja rectangular, lo que permite que múltiples módulos se coloquen estrechamente en paralelo, utilizando el espacio ampliado para conectar directamente los procesadores cuánticos mediante el acoplador L desarrollado por IBM. La función del acoplador L es unir diferentes chips cuánticos para que compartan información, se comuniquen entre sí y trabajen de manera coordinada como parte de una computadora cuántica más grande.
Según la hoja de ruta cuántica de IBM, para 2027 conectarán múltiples procesadores mediante acopladores L para formar una computadora cuántica más grande con al menos 1000 qubits programables, que podrán utilizarse directamente para ejecutar cálculos. Para cuando se entregue "Starling", IBM planea que cada criostato albergue miles de qubits.
Cuando IBM presentó "Starling" el año pasado, también publicó un nuevo código de corrección de errores que reduce significativamente los recursos físicos necesarios para lograr la tolerancia a fallos. Desde entonces, la compañía ha logrado avances sucesivos en la demostración de componentes de hardware centrales y en la decodificación eficiente de corrección de errores. Ahora, el logro de los módulos cuánticos criogénicos ha superado otro obstáculo importante de ingeniería en el camino acelerado hacia la computación cuántica tolerante a fallos.
IBM considera que un sistema criogénico modular escalable acelerará su ritmo de innovación, y el nuevo diseño permite que cada componente se pruebe, mejore e itere rápidamente de forma independiente.
Los investigadores han respondido con evidencia empírica de ingeniería a una pregunta pendiente: ¿es viable la ruta de expansión criogénica modular en el camino hacia la computadora cuántica? Ahora, la respuesta es casi afirmativa: parece posible expandir gradualmente la escala del sistema cuántico mediante un enfoque de "bloques de construcción". Esto reduce significativamente el umbral de construcción de una computadora cuántica tolerante a fallos. Y una vez que dicha computadora cuántica vea la luz y logre 100 millones de operaciones de puerta cuántica, se estima que su capacidad de cómputo será aproximadamente 20 000 veces superior a la de las computadoras cuánticas actuales. Muchos problemas en el ámbito científico, como la simulación de moléculas farmacéuticas, el diseño de nuevos materiales, e incluso la optimización de carteras financieras y el modelado climático, podrían experimentar avances con valor práctico real.