Las computadoras cuánticas son extremadamente sensibles a las alteraciones del entorno, como cambios en la temperatura o interferencias electromagnéticas, lo que puede generar errores en los cálculos. Este problema se intensifica a medida que las instalaciones se vuelven más grandes.
Para abordar este desafío, Amazon Web Services (AWS) desarrolló Ocelot, un nuevo chip que mejora la corrección de errores en sistemas cuánticos.
Según un estudio publicado en Nature, el equipo del Centro de Computación Cuántica de AWS en California logró un avance significativo en el desarrollo de computadoras cuánticas tolerantes a fallos. Estos sistemas podrían resolver problemas complejos con aplicaciones comerciales y científicas más allá del alcance de la computación clásica.
Las computadoras cuánticas utilizan cúbits, que pueden ser partículas elementales como electrones o fotones. Sin embargo, su estabilidad es frágil y cualquier perturbación externa, desde el calor hasta la radiación cósmica, puede alterar su estado y provocar errores en los cálculos. Mientras que las computadoras convencionales cuentan con mecanismos para corregir errores, la computación cuántica aún enfrenta obstáculos en este aspecto.
El principal reto no es solo aumentar el número de cúbits, sino garantizar su funcionamiento estable y fiable. Para ello, Ocelot introduce una arquitectura optimizada que reduce los costos de implementación de corrección cuántica hasta en un 90 por ciento en comparación con métodos actuales.
El diseño del chip incorpora un enfoque innovador basado en cúbits gato, inspirados en el experimento mental del gato de Schrödinger. Estos cúbits suprimen de manera natural ciertos tipos de errores, minimizando la necesidad de recursos adicionales para la corrección. AWS señala que los métodos tradicionales de corrección tienen un costo elevado, lo que hace que esta solución represente un avance importante.
El chip fue diseñado con un proceso de fabricación escalable utilizando tecnología microelectrónica. Su estructura consta de dos microchips de silicio, cada uno de aproximadamente un centímetro cuadrado, superpuestos y conectados eléctricamente. En su superficie se integraron capas de materiales superconductores que forman los circuitos cuánticos esenciales para su funcionamiento.
Aunque Ocelot representa un progreso significativo, sigue siendo un prototipo y AWS planea continuar invirtiendo en investigación para perfeccionar su enfoque. La compañía enfatiza que la corrección de errores cuánticos es un paso clave para la construcción de computadoras cuánticas prácticas y escalables.
Amazon no es la única empresa en esta carrera. Microsoft presentó recientemente su chip cuántico Majorana 1, mientras que Google anunció en diciembre su prototipo Willow. La competencia en este campo sigue en aumento, con avances constantes en la búsqueda de la computación cuántica viable.
