La tecnología cuántica se considera una tecnología con potencial transformador, prometiendo desempeñar un papel importante en la resolución de problemas complejos. Sin embargo, el desarrollo del hardware de computación cuántica enfrenta numerosos desafíos, como el ruido, la calibración y los problemas de escalabilidad, lo que resulta en un progreso lento. Al mismo tiempo, el software se retrasa debido a la necesidad de adaptarse a diferentes plataformas, y la industria requiere urgentemente un entorno de prueba seguro y eficiente para verificar el hardware y los algoritmos.

La tecnología de gemelo digital cuántico, como una réplica de software basada en física, se está convirtiendo en una herramienta clave para el desarrollo de la computación cuántica. Se ejecuta en computadoras clásicas de alto rendimiento, simulando el comportamiento en tiempo real de dispositivos cuánticos específicos y proporcionando un entorno de prueba virtual. Esto permite a investigadores y desarrolladores experimentar con algoritmos cuánticos, estrategias de control y técnicas de mitigación de errores sin depender de costosos hardwares cuánticos.

La tecnología de gemelo digital cuántico también puede generar datos para entrenar inteligencia artificial, optimizar configuraciones de hardware y predecir el rendimiento. Asegura que los modelos se actualicen en sincronía con las máquinas físicas, apoyando el diseño de prototipos y experimentos virtuales, reduciendo costos y riesgos. Por ejemplo, el gemelo digital con fidelidad de hardware demostrado por equipos de AWS, la Universidad del Sur de California, la Universidad de Harvard y Quantum Elements, simuló un código de 97 qubits en un solo nodo AWS Hpc7a, capturando errores que los simuladores tradicionales pasaron por alto.

Esta tecnología de gemelo digital cuántico reduce el ciclo de aprendizaje del hardware de semanas a horas, reduce drásticamente los gastos experimentales y promueve la colaboración interdisciplinaria. Se considera una parte importante de la infraestructura cuántica y se espera que acelere la transición desde la etapa actual NISQ hacia la computación cuántica tolerante a fallos. Los expertos señalan que los gemelos digitales de inteligencia artificial con aprendizaje continuo optimizarán los dispositivos existentes e impulsarán el proceso de puesta en práctica de la computación cuántica.