Los recientes avances en el campo de la computación cuántica han establecido un cambio significativo, poniendo el énfasis en la escalabilidad, la estabilidad y los enfoques modulares en lugar de simplemente aumentar la cantidad de qubits.
La computación cuántica modular de IBM posiciona a este gigante tecnológico como un actor relevante en el campo de la computación cuántica, porque está dejando de aumentar el número de qubits para centrarse en la calidad y la conectividad. Su nuevo procesador Heron, con 133 qubits, enfatiza la interconectividad y los qubits de mayor calidad, lo que conduce a la computación cuántica modular. Este enfoque permite conectar múltiples procesadores, allanando el camino para computadoras cuánticas distribuidas a gran escala que potencialmente incluyan millones de qubits conectados. El proyecto Heron representa un paso significativo desde las computadoras cuánticas de un solo chip hacia un diseño modular. De acuerdo con Michael Brooks en MIT Technology Review, “Heron es una señal de importantes cambios en la industria de la computación cuántica. Gracias a algunos avances recientes, una hoja de ruta agresiva y altos niveles de financiación es posible que, veamos computadoras cuánticas de propósito general antes de lo que muchos hubieran anticipado hace apenas unos años”.
El enfoque fotónico de PsiQuantum hace que esta compañía esté terminando un chip modular basado en silicio que utiliza fotones como qubits. Según Reuters, “PsiQuantum pretende ofrecer su primer sistema de computación cuántica comercial en menos de seis años, dijo su director ejecutivo Jeremy O’Brien”.
En el ámbito de las comunicaciones cuánticas y coherencia, la necesidad de una transferencia coherente de qubits entre procesadores ha puesto de relieve las comunicaciones cuánticas. Se consideran cruciales estas tecnologías para transferir qubits coherentes a distancias, con un potencial de cientos de kilómetros, utilizando conexiones de fibra óptica o microondas. En esta materia y de acuerdo con Juan Yin y colaboradores en Science, utilizando el satélite Micius lanzado en 2016, “demostraron con éxito la distribución del entrelazamiento cuántico basada en satélites en estaciones receptoras separadas por más de 1200 km. Los resultados ilustran la posibilidad de una futura red global de comunicación cuántica”. Adicionalmente, basados en la investigación de Mirko Pittaluga y colaboradores en Frontiers in Optics + Laser Science 2021, fue posible “introducir un nuevo esquema de estabilización de fase para aplicaciones de fotón único sensibles a la fase. Aplicándolo al protocolo de distribución de claves cuánticas de campo doble, logramos establecer una comunicación cuántica similar a un repetidor a lo largo de 600 km de fibra óptica”. Todo hace pensar que la comunicación cuántica a largas distancias está más cerca de lo que muchos pensamos.
Otro de los importantes avances en tecnología cuántica se halla en los qubits topológicos de Microsoft. Este líder tecnológico ha diseñado un nuevo tipo de qubit con estabilidad inherente a nivel de hardware, lo que marca un hito hacia una supercomputadora cuántica confiable y práctica. Según Microsoft, su desarrollo se centra en Majorana Zero Modes (MZM) para crear qubits altamente estables con huellas pequeñas, tiempos de entrada rápidos y control digital.
Finalmente, los avances en la tecnología de qubits de electrones entregan un enfoque diferente, permitiendo a los investigadores mejorar significativamente el rendimiento y la escalabilidad de los qubits de electrones. De acuerdo con Joseph E. Harmon en Argonne National Laboratory, Dafei Jin, profesor de la Universidad de Notre Dame dijo: «En lugar de entre 10 y 100 operaciones durante los tiempos de coherencia de los qubits de carga de electrones convencionales, nuestros qubits pueden realizar 10.000 con muy alta precisión y velocidad». También lograron demostrar que los qubits de dos electrones pueden acoplarse al mismo circuito superconductor, permitiendo la transferencia de información entre ellos. Esto marca un paso crucial hacia el entrelazamiento de dos qubits, esencial para el éxito de la computación cuántica.
Todos estos avances científico-tecnológicos en el campo de lo cuántico, como especie nos están acercando a una era donde los problemas y desafíos más complejos de la humanidad podrán ser abordados con éxito desde un nuevo paradigma, el paradigma cuántico.
Andrés Silva Blog 