IBM ha presentado dos nuevas unidades de procesamiento cuántico (QPU) diseñadas para acelerar el camino hacia la computación cuántica práctica. Estos desarrollos incluyen el procesador Nighthawk de 120 qubits, que ofrece un aumento de rendimiento del 30 % con respecto a los modelos anteriores, y el procesador Loon de 112 qubits, diseñado como modelo para una computación cuántica totalmente tolerante a fallos.
Aumento del rendimiento con Nighthawk
El procesador Nighthawk mejora la conectividad de los qubits mediante acopladores sintonizables mejorados, lo que permite que cada uno de sus 120 qubits se conecte con cuatro vecinos. Esta arquitectura admite cálculos cuánticos que requieren hasta 5000 puertas de dos qubits, operaciones fundamentales en la computación cuántica. IBM pretende escalar Nighthawk a 7.500 y 10.000 puertas para 2026 y 2027, respectivamente, con un objetivo a largo plazo de 15.000 puertas en un sistema de 1.000 qubit para 2028.
La búsqueda de la tolerancia a fallos con Loon
Si bien el recuento de qubits es importante, el verdadero desafío es mitigar los errores. El procesador Loon se centra en esto integrando todos los componentes de hardware necesarios para una computación cuántica tolerante a fallos. Esto significa que el procesador está diseñado para autodetectar y corregir errores en tiempo real, un paso crucial hacia una computación cuántica confiable.
Por qué es importante la corrección de errores
Las computadoras cuánticas son inherentemente inestables y los qubits son propensos a errores. El procesador Loon soluciona este problema incorporando tecnologías de corrección de errores cuánticos (QEC). QEC no se trata de fabricar procesadores más grandes; se trata de hacer procesadores más confiables. El chip Condor de 1.000 qubits de IBM, aunque grande, era menos prometedor que su homólogo Eagle de 127 qubits debido a la menor tasa de error de este último.
Nuevas Tecnologías en los Procesadores
El CTO de IBM, Oliver Dial, destacó varias características nuevas en los procesadores: conexiones de qubit de seis vías (que permiten que cada qubit se conecte con hasta seis vecinos), mayores capas de enrutamiento, acopladores más largos y “dispositivos de reinicio” para devolver los qubits a su estado fundamental. Estas tecnologías se están probando juntas por primera vez en el procesador Loon de 112 qubits.
Diseño modular y el procesador Kookaburra
IBM también está desarrollando el procesador Kookaburra, previsto para 2026. Esta será la primera QPU de diseño modular, que combinará operaciones lógicas con almacenamiento de memoria. El diseño modular permite sistemas cuánticos más escalables y confiables.
Seguimiento de la ventaja cuántica
IBM ha creado un rastreador de ventajas cuánticas para medir cuándo las computadoras cuánticas pueden resolver problemas más allá de las capacidades de las supercomputadoras clásicas. El rastreador incluye tres desafíos iniciales: estimaciones observables, problemas variacionales y problemas clásicamente verificables.
Avances en la fabricación de obleas
IBM también está haciendo la transición a la fabricación de obleas de 300 mm (12 pulgadas). Este nuevo formato reduce a la mitad el tiempo de construcción del procesador y aumenta la complejidad del chip en un factor de diez. El proceso implica cortar cilindros de silicio en discos delgados, diseñar circuitos con software, grabar circuitos, depositar metales, tratar obleas y superponer/conectar chips.
Conclusión: Los últimos procesadores cuánticos de IBM, Nighthawk y Loon, representan pasos importantes hacia la computación cuántica práctica. El enfoque tanto en la ampliación del rendimiento como en la corrección de errores, combinado con los avances en la fabricación de obleas, posiciona a IBM como líder en la carrera para lograr una ventaja cuántica y construir computadoras cuánticas tolerantes a fallas para 2029.
