microsoft y Quantinuum afirma haber logrado avances significativos en el campo de la computación cuántica a través de su proyecto conjunto Azure Quantum.
Las empresas dicen que han creado con éxito una nueva generación de qubits lógicos altamente confiables, 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 aplicando el sistema de virtualización de qubits de Microsoft a los qubits de trampa de iones de la serie H de Quantinuum.
Cuántico azur
Inicialmente, las empresas lograron 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, siguió superando sus límites y valió la pena.
Ahora, la colaboración se ha ampliado, lo que ha dado como resultado la creación de 12 qubits lógicos a partir de 56 qubits físicos en la máquina H2 de Quantinuum, lo que muestra una notable fidelidad del 99,8 % en operaciones de dos qubits.
Los equipos demostraron el entrelazamiento de estos qubits lógicos en una disposición compleja conocida como estado Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), que es más intrincado que los preparativos anteriores del estado Bell. Este entrelazamiento resultó en una tasa de error del circuito de 0,0011, significativamente menor que la tasa de error de los qubits físicos de 0,024. Estos avances no sólo resaltan el potencial de realizar cálculos cuánticos más profundos, sino que también allanan el camino para la computación cuántica tolerante a fallos, 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, particularmente en el campo de la química. Al integrar qubits lógicos con inteligencia artificial (IA) y computación de alto rendimiento (HPC) en la nube, abordaron con éxito un complejo problema científico de estimación de la energía del estado fundamental de un importante intermediario catalítico.
El proceso comenzó con la identificación del espacio activo del catalizador mediante simulaciones 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 un modelo de IA, que finalmente proporcionó una estimación precisa de la energía del estado fundamental. Este flujo de trabajo de un extremo a otro representa el primer caso en el que la computación cuántica, la HPC y la IA 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 más allá del alcance de las computadoras clásicas), muestran el potencial de los sistemas cuánticos para superar a los métodos clásicos en escenarios específicos. El enfoque híbrido empleado en este estudio ilustra cómo la computación cuántica puede mejorar la precisión de los cálculos químicos, particularmente para problemas complejos que representan un desafío para los sistemas clásicos.
La demostración exitosa de este flujo de trabajo híbrido no solo resalta las capacidades de los qubits lógicos sino que también enfatiza la importancia de integrar la computación cuántica con otras tecnologías avanzadas. Al combinar las fortalezas de la cuántica, la IA y la HPC, 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 IA, los investigadores pueden utilizar algoritmos de aprendizaje automático para analizar grandes conjuntos de datos y extraer información significativa, acelerando significativamente el proceso de investigación y desarrollo.
De cara al futuro, Microsoft afirma que está comprometido a hacer avanzar su plataforma Azure Quantum para admitir una variedad de arquitecturas de qubits, incluidos qubits de átomo neutro 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 nuestros qubits físicos de 30 a 56 qubits físicos es un testimonio de la alta fidelidad y la conectividad total de nuestro hardware de iones atrapados de la Serie H. ” dijo Rajeeb Hazra, director ejecutivo de Quantinuum.
“Nuestro hardware H2-1 actual combinado con el sistema de virtualización qubit de Microsoft nos está llevando a nosotros y a nuestros clientes completamente a la computación cuántica resiliente de Nivel 2. Esta poderosa colaboración desbloqueará avances aún mayores cuando se combine con las herramientas de IA y HPC de vanguardia proporcionadas a través de Azure. Cuántico.”
