Las dos empresas afirman haber logrado crear una nueva generación de qubits lógicos altamente fiables, que son esenciales para lograr aplicaciones prácticas de la computación cuántica.
Hace unos meses, Microsoft y Quantinuum fueron pioneros en la creación de qubits lógicos altamente confiables mediante la aplicación del sistema de virtualización de qubits de Microsoft a los qubits de trampa de iones de la serie H de Quantinuum.
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Inicialmente, las empresas pudieron producir cuatro qubits lógicos a partir de 30 qubits físicos. La tasa de error lógico de la producción fue 800 veces mejor que la tasa de error físico. Aunque Microsoft consideró esta hazaña impresionante, continuaron superando sus límites y valió la pena.
Ahora, la colaboración se ha ampliado, creando 12 qubits lógicos a partir de 56 qubits físicos en el dispositivo H2 de Quantinuum, mostrando una notable precisión del 99,8 % en operaciones de dos qubits.
El equipo demostró que estos qubits lógicos están entrelazados en una disposición compleja conocida como estado Greenberger-Horn-Zellinger (GHZ), que es más complejo que las preparaciones anteriores del estado Bell. Este entrelazamiento resultó en una tasa de error del circuito de 0,0011, mucho menor que la tasa de error de los qubits físicos de 0,024. Estos avances no sólo resaltan la posibilidad de realizar cálculos cuánticos más profundos, sino que también allanan el camino para la computación cuántica tolerante a fallas, un paso crucial hacia la realización de todas las capacidades de la tecnología cuántica.
La colaboración entre Microsoft y Quantinuum también es un hito en la aplicación de la computación cuántica a problemas del mundo real, especialmente en química. Combinando qubits lógicos con… inteligencia artificial (IA) y la computación en la nube de alto rendimiento (HPC) han abordado con éxito el complejo problema científico de estimar la energía del estado fundamental de un importante intermediario catalítico.
El proceso comenzó determinando el espacio activo del catalizador mediante simulaciones de HPC. A continuación, se utilizaron qubits lógicos para simular el comportamiento cuántico del espacio activo. Los resultados de las mediciones de estas simulaciones se utilizaron luego para entrenar el modelo de IA, que finalmente proporcionó una estimación precisa de la energía del estado fundamental. Este flujo de trabajo integral representa el primer ejemplo en el que la computación cuántica, la computación cuántica y la inteligencia artificial se combinan para resolver un problema científico, lo que demuestra la utilidad práctica de las tecnologías cuánticas.
Si bien los resultados actuales aún no representan una ventaja científica cuántica completa (definida como la capacidad de las computadoras cuánticas para resolver problemas que están fuera del alcance de las computadoras clásicas), sí muestran el potencial de los sistemas cuánticos para superar a los métodos clásicos en escenarios específicos. El enfoque híbrido utilizado en este estudio demuestra cómo la computación cuántica puede mejorar la precisión de los cálculos químicos, especialmente para problemas complejos que desafían los sistemas clásicos.
La demostración exitosa de este flujo de trabajo híbrido no solo resalta las capacidades de los qubits lógicos, sino que también subraya la importancia de integrar la computación cuántica con otras tecnologías avanzadas. Al combinar las fortalezas de la inteligencia cuántica, la inteligencia artificial y la computación de alto rendimiento, los investigadores pueden desarrollar soluciones innovadoras para desafíos científicos urgentes.
La plataforma Azure Quantum sirve como centro central donde convergen la computación cuántica, la inteligencia artificial y la computación de alto rendimiento (HPC). Este ecosistema está diseñado para facilitar interacciones fluidas entre diferentes arquitecturas de hardware, lo que permite a los investigadores aprovechar las fortalezas de cada tecnología. Al combinar capacidades cuánticas con inteligencia artificial, los investigadores pueden aprovechar los algoritmos de aprendizaje automático para analizar conjuntos de datos masivos y extraer información significativa, acelerando drásticamente el proceso de investigación y desarrollo.
De cara al futuro, Microsoft afirma que está comprometido a hacer evolucionar su plataforma Azure Quantum para admitir una variedad de arquitecturas de qubits, incluidos qubits de átomos neutros y qubits topológicos. La integración de estas diversas tecnologías tiene como objetivo mejorar la confiabilidad y escalabilidad de la computación cuántica, lo que en última instancia conducirá al desarrollo de sistemas capaces de abordar algunos de los desafíos más importantes del mundo.
“La capacidad de nuestros sistemas para triplicar el número de qubits lógicos y al mismo tiempo duplicar el número de qubits físicos de 30 a 56 qubits físicos es un testimonio de la alta precisión y la conectividad integral de nuestros dispositivos de iones atrapados de la serie H”, dijo Rajib Hazrat, CEO de Quantinuum.
“Nuestro hardware H2-1 actual combinado con la plataforma de virtualización de bits cuánticos de Microsoft nos posiciona completamente a nosotros y a nuestros clientes para la computación cuántica elástica de Nivel 2. Esta poderosa colaboración desbloqueará avances aún mayores cuando se combine con las herramientas de vanguardia de IA y HPC que se ofrecen”. A través de Azure Quantum”.
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