La computación cuántica tiene el potencial de transformar industrias que van desde el descubrimiento de medicamentos hasta la logística, pero hay una gran barrera entre los dispositivos cuánticos actuales y aplicaciones útiles: el ruido. Estas perturbaciones, ocasionadas por interacciones ambientales y hardware imperfecto, hacen que los qubits de hoy solo puedan realizar cientos de operaciones antes de que los cálculos cuánticos se deterioren de forma irreversible.

Problemas asociados al ruido en hardware cuántico

Aunque parece inevitable, el ruido en el hardware cuántico puede ser abordado mediante los llamados qubits lógicos, que son colecciones de decenas, cientos o incluso miles de qubits físicos que permiten corregir errores inducidos por el ruido. Los qubits lógicos son el objetivo deseado en la computación cuántica, y el fabricante de hardware cuántico Infleqtion publicó recientemente un trabajo innovador que utilizó la plataforma NVIDIA CUDA-Q para diseñar y demostrar un experimento con dos de ellos.

Demostración del modelo de Anderson

Estos qubits lógicos se utilizaron para realizar una demostración a pequeña escala del denominado modelo de Anderson de impureza única, un enfoque de alta precisión necesario para muchas aplicaciones importantes en la ciencia de materiales. Este evento marcó la primera vez que se realizó una demostración de un algoritmo cuántico en ciencia de materiales utilizando qubits lógicos. La creación de un solo qubit lógico es sumamente difícil. Infleqtion logró esta hazaña gracias a la modelación precisa de su computadora cuántica utilizando las capacidades únicas de simulación acelerada por GPU de CUDA-Q.

Un experimento pionero

Después de desarrollar y probar todo su experimento en los simuladores de CUDA-Q, con solo cambios triviales, Infleqtion pudo utilizar CUDA-Q para orquestar el experimento con los qubits físicos dentro de su procesador cuántico de átomos neutros Sqale.

Este trabajo prepara el terreno para el avance de la computación cuántica hacia sistemas a gran escala y con corrección de errores. Aún persisten muchos desafíos de escalado entre los dispositivos cuánticos actuales y grandes sistemas de qubits lógicos, los cuales solo podrán resolverse integrando hardware cuántico con supercomputadoras de IA para formar supercomputadoras cuánticas aceleradas.

Colaboración para el futuro de la computación cuántica

NVIDIA continúa trabajando con socios como Infleqtion para habilitar esta investigación innovadora necesaria para hacer de la supercomputación cuántica acelerada una realidad.