Google aconsegueix reduir 40 vegades els errors en una operació clau per a ordinadors quàntics útils

Google Quàntum #AI, la divisió de recerca de Google centrada en el desenvolupament de tecnologies de computació quàntica, ha demostrat que el "cultiu d'estats màgics" funciona en la pràctica amb el processador Willow per a reduir els errors aproximadament 40 vegades en comparació amb el seu funcionament sense ell.

Aquest avanç representa un "pas crucial" per a l'aplicació pràctica de la computació quàntica , ja que, per a aconseguir la computació quàntica "universal" i dur a terme programes útils, és necessari executar un conjunt específic d'operacions quàntiques. A més, tal com ha donat a conèixer Google en el seu blog oficial , això s'aconsegueix creant el que es denomina "estats màgics" , batejats així perquè permeten crear les operacions necessàries per a fer un pas més enllà de la computació clàssica.

No obstant això, hi ha un petit inconvenient, ja que crear estats màgics d'alta qualitat i amb correcció d'errors requereix bastant recursos . En aquest sentit, la companyia de Mountain View indica que "fins al 95% de la capacitat total d'un ordinador quàntic podria necessitar #dedicar a la seva creació, deixant poc marge per al processament pròpiament dit".

Així s'ha aconseguit aquesta fita

En 2024, els investigadors de IA quàntica Craig Gidney, Noah Shutty i Cody Jones van desenvolupar una tècnica coneguda com a "cultiu d'estats màgics" , basada en idees anteriors.

El mètode consisteix a introduir un estat quàntic amb errors en una petita regió del xip i realitzar mesuraments coordinats per a detectar i descartar els resultats defectuosos, d'aquesta forma, el sistema pot generar estats quàntics de major puresa i menys propensos a errors, que després s'adapten a una codificació més àmplia i útil per als càlculs.

Segons Google, aquesta tècnica pot reduir els recursos necessaris per a construir ordinadors quàntics capaços d'executar tasques pràctiques. No obstant això, portar-la a la pràctica requereix resoldre diferents desafiaments tècnics i d'enginyeria per a adaptar-la al maquinari quàntic i garantir que funcioni de manera fiable.

Cal esmentar que, durant les primeres proves del protocol, la investigadora de Google Emma Rosenfeld va detectar resultats que semblaven contradir les lleis de la física. Després de mesos d'anàlisis, l'equip va descobrir que el problema estava en una suposició incorrecta sobre els mesuraments, que es veien afectades per fluctuacions elèctriques i canvis de temperatura en el laboratori. No obstant això, per a corregir-ho, els investigadors van incorporar controls addicionals i van desenvolupar un nou mètode d'avaluació que utilitza el propi cultiu d'estats màgics per a comprovar la fiabilitat dels resultats .

Per tant, aquestes millores van permetre a l'equip de Google Quàntum #AI reduir els errors 40 vegades en el processador quàntic Willow respecte als estats sense conrear i aconseguir una fidelitat lògica del 99,99% en els estats .

Altres troballes

L'equip de Google Quàntum #AI ha aconseguit alternar entre els codis de color, un sistema de correcció d'errors quàntics que resulta adequat per al cultiu d'estats màgics, i els codis de superfície, una tècnica més consolidada. Gràcies a això, la companyia ha demostrat que els "estats purificats poden sobreviure i #transferir sense problemes dins del maquinari ".

D'altra banda, encara que encara és necessari demostrar que aquest procés pot #ampliar per al seu ús en ordinadors quàntics, l'objectiu final de Google Quàntum #AI consisteix a crear un ordinador quant útil i amb correcció d'errors , capaç de resoldre problemes que resultarien "irresolubles" per als sistemes convencionals.