IA cuántica de Google
Hoy, Google anunció 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 obtener la corrección de errores cuánticos no es realmente la noticia: se las arreglaron para que funcionara hace un par de 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 causaba problemas mayores que la ganancia en las correcciones. En esta nueva iteración, es posible agregar más qubits y reducir la tasa de error.
Podemos arreglarlo
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 capaz será la máquina. En el momento en que tenga acceso a varios cientos, se cree que puede realizar cálculos que serían difíciles o imposibles de hacer en el hardware de una computadora tradicional.
Es decir, suponiendo que todos los qubits se comporten correctamente. Que, en general, no lo hacen. Como resultado, arrojar más qubits a un problema hace que sea más probable que encuentre un error antes de que se pueda completar un cálculo. Entonces, ahora tenemos computadoras cuánticas con más de 400 qubits, pero intentar hacer cualquier cálculo que requiera los 400 fallaría.
La creación de un qubit lógico con corrección de errores se acepta generalmente como la solución a este problema. Este proceso de creación implica distribuir un estado cuántico entre un conjunto 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 vecinos a cada miembro del qubit lógico. Estos se pueden medir para inferir el estado de cada qubit que forma parte del qubit lógico.
Ahora, si uno de los qubits de hardware que es parte del qubit lógico tiene un error, el hecho de que solo contenga una fracción de la información del qubit lógico significa que el estado cuántico no está arruinado. Y medir a sus vecinos revelará el error y permitirá un poco de manipulación cuántica para solucionarlo.
Cuantos más qubits de hardware dedique a un qubit lógico, más robusto debería ser. Solo hay dos problemas en este momento. Una es que no tenemos qubits de hardware de sobra. Ejecutar un esquema sólido de corrección de errores en los procesadores con el mayor número de qubits nos dejaría buscando el uso de 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 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 se puedan corregir.