IBM planea desarrollar una infraestructura de computación cuántica capaz de superar los 1,000 cúbits programables para 2027. La compañía estadounidense anunció Nighthawk r3, un procesador de nueva generación con el que pretende ampliar las capacidades de sus sistemas actuales. El nuevo chip tendrá 520 cúbits programables, un salto considerable frente a los 120 de la generación anterior, y podrá conectarse con otro procesador idéntico para formar una computadora de 1,040 cúbits.
En computación cuántica, disponer de más cúbits programables permite realizar cálculos cada vez más complejos y explorar problemas que podrían tomar años de procesamiento en las computadoras convencionales. Aunque el número de cúbits no se traduce necesariamente en mayor potencia o utilidad práctica, sí es una referencia importante para dimensionar las capacidades de estas máquinas. Por ejemplo, ya existen sistemas experimentales con miles de cúbits, pero sus limitaciones técnicas todavía impiden aprovecharlos para realizar cálculos complejos con suficiente precisión.
La hoja de ruta de IBM contempla sistemas cada vez más grandes, pero también capaces de controlar mejor los errores. Bajo esa premisa, la compañía espera demostrar hasta 10,000 operaciones cuánticas con su futuro sistema de dos procesadores Nighthawk r3.
Conectar dos chips cuánticos y aprovechar su capacidad conjunta no es una tarea sencilla. La transferencia de información cuántica entre procesadores puede introducir errores que comprometan la precisión de los cálculos. Para conectar ambos procesadores, IBM utilizará unos dispositivos denominados acopladores L (L-couplers), que permiten establecer conexiones cuánticas entre chips.
En pruebas realizadas con dos procesadores Nighthawk r1 acoplados, la compañía consiguió una fidelidad de transferencia de estados cuánticos de hasta el 99.4%, frente al 99.9% que establece como objetivo. Según explicó Oliver Dial, vicepresidente de Sistemas Cuánticos de IBM, las operaciones realizadas con estos acopladores tardan aproximadamente 100 nanosegundos, una velocidad comparable a la de determinadas operaciones dentro de los propios procesadores.
Los laboratorios de investigación de IBM prevén realizar por primera vez computación cuántica con tolerancia a fallos en 2029. Un paso fundamental para iniciar una revolución que también cambiará la forma de utilizar la inteligencia artificial.
Los avances de Nighthawk también contribuirán al desarrollo de Starling, una computadora cuántica tolerante a fallos que IBM pretende construir para 2029. A diferencia de los sistemas actuales, esta máquina estará diseñada para detectar y corregir errores durante los cálculos, lo que debería permitir ejecutar algoritmos mucho más complejos y prolongados con resultados fiables.
Mientras avanza hacia ese objetivo, IBM ya ofrece acceso a sus computadoras cuánticas mediante una plataforma en la nube que utilizan universidades, centros de investigación y empresas. Esta infraestructura permite desarrollar y poner a prueba algoritmos cuánticos, investigar las propiedades de materiales y explorar aplicaciones industriales.
IBM también compartió resultados de investigaciones realizadas con sus procesadores actuales. Según la compañía, la empresa energética E.ON consiguió acelerar 15 veces un experimento de aprendizaje automático cuántico enfocado en la optimización de redes eléctricas. Por su parte, IBM reportó que logró ejecutar 12 veces más rápido una simulación de materiales magnéticos desarrollada junto con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Estados Unidos. Ambos experimentos se realizaron con Nighthawk r2, la generación actual de procesadores de IBM. Estas mejoras de rendimiento corresponden a comparaciones con ejecuciones anteriores en procesadores cuánticos de la compañía.
