IBM anuncia el primer superordenador cuántico a gran escala y tolerante a fallos para 2028

La multinacional de tecnología IBM ha anunciado sus planes para la construcción del primer ordenador cuántico del mundo a gran escala, práctico y tolerante a fallos. Denominado Quantum Starling , se ubicará en un nuevo centro de datos de la compañía en Poughkeepsie, Nueva York. El supercomputador, que podrá ejecutar 20.000 veces más operaciones que las máquinas cuánticas actuales, estará listo en 2028 y disponible para los usuarios a través de la nube un año más tarde. «IBM está trazando la próxima frontera de la computación cuántica», ha señalado Arvind Krishna, presidente y CEO de la compañía. Un ordenador cuántico con esta capacidad, con cientos o miles de qubits lógicos, podría ejecutar cientos de millones o incluso miles de millones de operaciones, lo que aceleraría el ahorro de tiempo y costes en campos como el desarrollo de fármacos, el descubrimiento de materiales, la química y la optimización. Que los ordenadores cuánticos sean capaces de corregir errores es un desafío de la ingeniería que ha traído de cabeza a la industria. Si Starling es capaz de lograrlo, obtendría una importante ventaja frente a sus competidores, como Google o Amazon Web Services. La corrección de errores es tan complicada en los ordenadores cuánticos porque, mientras que las máquinas clásicas codifican la información en forma de bits (unos y ceros), las cuánticas utilizan cúbits, que pueden representar superposiciones de ambos valores a la vez. El error se produce cuando la máquina opera en un cúbit concreto pero, accidentalmente, altera el cúbit que está a su lado. Estos errores se acumulan con el tiempo y, sin corrección, los resultados son erróneos. En vez de trabajar con un solo cúbit físico, los algoritmos de corrección de errores deben codificar un conjunto de cúbits físicos, conocido como como cúbit lógico. Hasta ahora, los algoritmos presentados para resolver este problema solo han funcionado a pequeña escala y de forma experimental. Este lunes, IBM ha presentado su arquitectura tolerante a fallos a gran escala en dos artículos. El primero presenta sus códigos qLDPC, que reducen drásticamente el número de qubits físicos necesarios para la corrección de errores y disminuyen el sobrecoste requerido aproximadamente en un 90% en comparación con otros códigos conocidos. Según señalan, establece los recursos necesarios para ejecutar programas cuánticos a gran escala de forma fiable. El segundo artículo describe cómo decodificar eficientemente la información de los qubits físicos y traza el camino para identificar y corregir errores en tiempo real con recursos informáticos convencionales. El objetivo de IBM es realizar tareas imposibles para las máquinas actuales. Para ello, contará con 200 cúbits lógicos, que se construirán con los chips de la compañía. Si cumple lo que promete, Starling será capaz de llevar a cabo 100 millones de operaciones lógicas consecutivas con precisión, mientras las actuales solo pueden hacer unos miles. Aun así, no está claro si Starling podrá resolver problemas prácticos. Según explican desde la revista del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) , algunos expertos creen que se necesitan mil millones de operaciones lógicas con corrección de errores para ejecutar cualquier algoritmo útil. IBM ha establecido una hoja de ruta con los principales hitos tecnológicos necesarios para llegar hasta Starling. Cada nuevo procesador aborda desafíos específicos. Así, Loon, previsto para este año, está diseñado para probar componentes de arquitectura del código qLDPC, incluyendo los «c-acopladores» que conectan qubits a mayor distancia dentro del mismo chip. El año que viene llegará Kookaburra, el primer procesador modular de IBM diseñado para almacenar y procesar información codificada. Combinará memoria cuántica con operaciones lógicas, el bloque de construcción básico para escalar sistemas tolerantes a fallos más allá de un solo chip. Y en 2027 está previsto Cockatoo, que conectará chips cuánticos como nodos de un sistema mayor. Estos avances están diseñados para culminar en Starling en 2029.

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