Este enfoque fue descrito recientemente en la revista Nature, donde se presentó como una arquitectura práctica y resistente que permite almacenar información cuántica de manera confiable, corrigiendo errores incluso si cerca del 0.7% de las operaciones fallan, bajo un modelo de ruido estándar.
La investigación detalla que este código reduce de forma significativa la cantidad de cúbits físicos necesarios para la corrección. Los ingenieros de IBM lograron mantener estables 12 cúbits lógicos durante un millón de ciclos de corrección, utilizando solo 288 cúbits físicos, lo que demuestra una eficiencia diez veces superior al tradicional “código de superficie”, considerado hasta ahora el estándar en la industria.
“LDPC disminuye drásticamente el número de cúbits físicos requeridos para la corrección de errores y reduce los sobrecostes hasta en un 90%, en comparación con los códigos líderes”, señala IBM. “Además, establece una base sólida para ejecutar programas cuánticos de gran escala de manera fiable, superando a otras arquitecturas”.
Esfuerzos para dominar la computación cuántica
La compañía también afirma haber desarrollado el primer decodificador con corrección de errores preparado para aplicaciones prácticas y a gran escala, llamado Relay-BP. Este sistema tiene como función interpretar en tiempo real las señales de fallo generadas por los cúbits físicos, diagnosticar los errores y activar las correcciones necesarias para que los cúbits lógicos funcionen correctamente, asegurando la integridad de la información.
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Comenzó a principios del siglo XX, cuando las explicaciones aceptadas del mundo subtatómico resultaron incompletas. Así, la mecánica cuántica surgió como una forma de entender todas estas peculiaridades, pero introdujo nuevos problemas y conceptos.
Uno de los avances clave de Relay-BP es su enfoque basado en “fortalezas de memoria desordenadas”. A diferencia de los algoritmos de decodificación convencionales, este sistema es capaz de “recordar” adaptativamente ciertos estados o trayectorias de cálculo, lo que le permite alcanzar una precisión superior. Otras ventajas incluyen su bajo requerimiento de memoria, la capacidad de ejecutar múltiples operaciones simultáneas y la posibilidad de implementarse en chips electrónicos estándar.
“Relay-BP permite una reducción del uso de recursos computacionales de entre cinco y 10 veces respecto a otros decodificadores líderes, y demuestra que no es imprescindible recurrir a la computación de alto rendimiento para lograr una decodificación eficaz en entornos cuánticos tolerantes a fallos”, aseguran los investigadores de IBM.
La empresa prevé que Quantum Starling entre en operaciones en 2029, desde un nuevo Centro de Datos Cuántico en Poughkeepsie, Nueva York. Para alcanzar este objetivo, ha trazado una hoja de ruta que contempla el lanzamiento progresivo de procesadores cuánticos más grandes e interconectados, con el fin de garantizar la tolerancia a fallos a escala industrial.
Este año, IBM planea presentar Quantum Loon, un procesador diseñado para poner a prueba los componentes esenciales del código LDPC, incluidos los “acopladores” que permiten conectar cúbits a mayores distancias dentro del mismo chip. Para 2026, está prevista la llegada de Kookaburra, el primer procesador modular que integrará memoria cuántica con operaciones lógicas. Dos años después, se lanzará Cockatoo, que unirá dos módulos Kookaburra, evitando así la necesidad de construir chips de tamaño impracticable. Estos desarrollos, en conjunto, sentarán las bases para el despliegue definitivo de Starling antes del final de la década.
Las ambiciones de IBM se alinean con las tendencias de otras grandes tecnológicas que han intensificado su inversión en computación cuántica. Recientemente, Google presentó Willow, un chip capaz de resolver en cinco minutos una tarea que a un superordenador le tomaría cuatrillones de años. Por su parte, Microsoft anunció su procesador Majorana 1, con potencial para apilarse en una sola placa y así alcanzar escalas de millones de cúbits, considerado el “santo grial” de este campo (y a menudo, puesto en duda). A su vez, Amazon Web Services y Caltech introdujeron Ocelot, un nuevo procesador cuántico que, según sus desarrolladores, puede “reducir los costos de corrección de errores hasta en un 90%”.
En este contexto de competencia global, IBM ha dejado claro que su apuesta va más allá de Starling. La compañía reveló que este sistema será la base para el desarrollo de Blue Jay, una futura computadora cuántica capaz de ejecutar 1,000 millones de operaciones con 2,000 cúbits lógicos, un hito que proyectan alcanzar en 2033.
