El procesador cuántico mejorado de Google es lo suficientemente bueno para la corrección de errores


Agrandar / Dos generaciones del procesador Sycamore de Google. Google Quantum AI Google anunció hoy una demostración de corrección de errores cuánticos en su próxima generación de procesadores cuánticos, Sycamore. La iteración en Sycamore no es dramática: es la misma cantidad de qubits, solo que con un mejor rendimiento. Y la corrección de errores cuánticos no es realmente nueva: lograron que funcionara hace unos años. En cambio, las señales de progreso son un poco más sutiles. En generaciones anteriores de procesadores, los qubits eran tan propensos a errores que agregar más de ellos a un esquema de corrección de errores creaba problemas mayores que la ganancia en las correcciones. En esta nueva iteración, es posible agregar más qubits y reducir la tasa de error.

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La unidad funcional de un procesador cuántico es un qubit, que es cualquier cosa (un átomo, un electrón, un trozo de electrónica superconductora) que se puede usar para almacenar y manipular un estado cuántico. Cuantos más qubits tenga, más poderosa será la máquina. Si tiene acceso a varios cientos, se cree que puede realizar cálculos que serían difíciles, si no imposibles, en el hardware de una computadora tradicional. Es decir, suponiendo que todos los qubits se comporten correctamente. Cosa que por lo general no hacen. Entonces, si arroja más qubits a un problema, es más probable que encuentre un error antes de que se pueda completar un cálculo. Así que ahora tenemos computadoras cuánticas con más de 400 qubits, pero intentar hacer un cálculo que requiera los 400 fallaría. La creación de un qubit lógico con corrección de errores es ampliamente aceptada como una solución a este problema. Este proceso de creación implica la distribución de un estado cuántico a través de una serie de qubits conectados. (En términos de lógica computacional, todos estos qubits de hardware se pueden abordar como una sola unidad, por lo tanto, «qubit lógico»). La corrección de errores se habilita mediante qubits adicionales adyacentes a cada miembro del qubit lógico. Estos se pueden medir para derivar el estado de cada qubit que forma parte del qubit lógico. Ahora bien, si uno de los qubits de hardware que forma parte del qubit lógico tiene un error, el hecho de que contenga solo una fracción de la información del qubit lógico significa que el estado cuántico no se destruye. Y medir a sus vecinos revelará la falla y permitirá un poco de manipulación cuántica para arreglarla. Cuantos más qubits de hardware asigne a un qubit lógico, más robusto debería ser. Actualmente solo hay dos problemas. Una es que no nos quedan qubits de hardware. Ejecutar un esquema sólido de corrección de errores en los procesadores con el mayor número de qubits nos obligaría a usar menos de 10 qubits para un cálculo. El segundo problema es que las tasas de error de los qubits de hardware son demasiado altas para que todo esto funcione. Agregar qubits existentes a un qubit lógico no lo hace más robusto; hace que sea más probable que haya tantos errores a la vez que no puedan corregirse.

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