Ací un article de Nature: https://www.nature.com/articles/d41586-021-03476-5
Copiem dos articles sobre ordinadors quàntics
EL PAÍS
https://elpais.com/tecnologia/2021-11-15/ibm-presenta-un-procesador-cuantico-cuya-potencia-ya-no-puede-ser-simulada-por-ordenadores-convencionales.html
IBM presenta un procesador cuántico cuya potencia ya no puede ser simulada por ordenadores convencionales
La capacidad de cálculo del nuevo ordenador de la empresa estadounidense duplica a la del chino Zuchongzhi, el más poderoso hasta la fecha
El desarrollo de la computación cuántica, llamada a revolucionar la informática tal y como la conocemos al disparar exponencialmente la capacidad de cálculo de las máquinas, está experimentando avances notables en los últimos años. El último lo protagoniza IBM: la empresa estadounidense presentará este martes, en un evento propio, Eagle, su procesador cuántico de 127 bits cuánticos, o qubits. Su potencia duplica la de Zuchongzhi, desarrollada por ingenieros de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad Tsinghua de Pekín y que hasta ahora era la más avanzada y que, según publicaron sus creadores en la revista Science, había logrado resolver en unos tres minutos un problema de generación de números aleatorios en el que los superordenadores clásicos más potentes del planeta habrían invertido 600 millones de años.
El nuevo procesador de IBM tiene la capacidad de pulverizar esa marca. “Eagle es un hito porque supera la barrera de los 100 qubits. Ha llegado ya al límite en el que ya no se puede simular su potencia de cálculo con procesadores clásicos”, dice por videollamada Zaira Nazario, responsable técnica de Teoría y Aplicaciones de Computación Cuántica de la empresa. Según la propia compañía, el número de bits clásicos necesarios para igualar la potencia de cálculo del procesador de 127 qubits supera el número total de átomos en los más de 7.500 millones de personas vivas en la actualidad.
El avance es importante, pero todavía estamos lejos de que los ordenadores cuánticos lleven a la informática hasta un nivel desconocido. Para eso hará falta que su potencia ronde el millón de qubits. “La llegada del procesador Eagle es un paso importante hacia el día en que las computadoras cuánticas puedan superar a las computadoras clásicas en niveles significativos”, contextualiza el español Darío Gil, vicepresidente de IBM y Director de Investigación, en un comunicado. La tecnológica pretende tener listo el año que viene un nuevo procesador de 433 qubits y, para 2023, otro de 1.121.
IBM y Google lideran la carrera por producir el primer ordenador cuántico de uso comercial, competición en la que también participan otras empresas como Microsoft o Intel. Eso en el plano empresarial, porque en el geopolítico el partido lo juegan EE UU y China con Europa como observadora. Siguiendo con esta lectura, EE UU se puede anotar un tanto, aunque tiene todas las papeletas de perder el encuentro. Las cifras son tozudas cuando hablamos de inversión en I+D. Y el desembolso de China no tiene rival: entre 2017 y 2020 aportó unos 10.000 millones de dólares a los programas de computación cuántica de sus centros de investigación. EE UU quiere dedicar 1.200 millones hasta 2023, mientras que la UE pondrá 1.000 millones hasta 2026.
Física teórica convertida en tecnología
Como su nombre indica, la computación cuántica aprovecha la naturaleza cuántica fundamental de la materia a niveles subatómicos para ofrecer la posibilidad de una potencia de cálculo enormemente mayor. Los ordenadores convencionales trabajan con un sistema binario: el de los dígitos 0 y 1 (de ahí el término digital). Esos 0 y 1, los bits, se traducen en el mundo físico en pequeñas corrientes eléctricas que se producen en los transistores. En un chip moderno de última generación hay miles de millones de transistores, capaces de realizar complejas operaciones en segundos. Pero, por más que avance la miniaturización, llegará un momento en el que no se puedan meter más transistores en un solo chip.
La computación cuántica derriba esas barreras físicas con una propuesta que desafía al entendimiento: en vez de usar transistores que puedan generar estados 0 o 1, utiliza los llamados bits cuánticos, o qubits, que pueden estar en 0 o 1 y también en una superposición de ambos estados. Esa superposición de estados, así como otras propiedades como el entrelazamiento cuántico, es lo que posibilita una capacidad de computación exponencialmente mayor (el número de operaciones crece de forma exponencial, 2 elevado a n). Con 2 qubits se pueden hacer cuatro operaciones; con 10, 1.024, y así sucesivamente.
El desarrollo de la infraestructura necesaria para alojar y explotar los qubits es complejísimo. Emplean microondas, trampas de iones o anillos superconductores. Los ingenieros han tenido que afrontar problemas como la refrigeración del procesador (los qubits necesitan operar en temperaturas cercanas al cero absoluto, -273 grados) o el aislamiento total de su entorno, en tanto que cualquier interacción (como el ruido) puede desestabilizarlos.
Es difícil saber hasta dónde llegarán estos nuevos ordenadores si se siguen perfeccionando. Por lo pronto, se espera de ellos que impulsen significativamente la investigación de nuevos materiales, el desarrollo de medicamentos, la exploración del universo o que resuelvan problemas relacionados con el aprendizaje automático (machine learning), la técnica de inteligencia artificial más prometedora del momento.
La criptografía que se usa hoy en día quedaría al descubierto cuando la computación cuántica alcance cierto estado de madurez. “Si creas una tecnología revolucionaria también tienes la responsabilidad de mitigar los riesgos que trae consigo”, opina Nazario. “En este caso se han desarrollado otros mecanismos criptográficos que la computación cuántica no puede romper. Las instituciones que quieran mantener a salvo sus datos durante décadas deberían apostar ya por esos métodos”.
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https://www.zdnet.com/article/ibm-launches-127-qubit-eagle-quantum-processor-previews-ibm-quantum-system-two/
IBM launches 127-qubit Eagle quantum processor, previews IBM Quantum System Two
IBM announced a new 127-qubit processor called Eagle and previewed designs for IBM Quantum System Two, Big Blue's next-generation quantum system.
The news, announced at IBM Quantum Summit, highlights IBM's hardware progress. Last year, IBM outlined its hardware and software roadmaps. By 2025, IBM is projecting that there will be frictionless quantum computing to enable a broad array of applications that will surpass classical computing.
Quantum computing is a hot market as IonQ shares have been surging amid pacts with Accenture and Softbank. Honeywell Quantum and Cambridge Quantum will combine forces and likely go public. IBM also expects quantum to become a big part of its business over time as it builds out the ecosystem.
Eagle represents a big step toward scaling quantum computing and is the company's first processor to contain more than 100 qubits, said Bob Sutor, vice president of AI, blockchain and quantum solutions at IBM. "Eagle is a punctuation point of where we are and that everything is on track," said Sutor.
IBM roughly has 50 quantum systems deployed and has two installed outside of the US. Eagle was manufactured in IBM's own fabrication plant, but Sutor noted that the volumes aren't high. For now, IBM is using its processors on its own systems.
- Quantum computing: IBM just created this new way to measure the speed of quantum processors
- Quantum computing in the enterprise: Four factors to consider
- IBM's newest quantum computer is now up-and-running: Here's what it's going to be used for
According to IBM, Eagle leverages new techniques that place control components on multiple physical levels while keeping qubits on a single layer. "Building quantum processors is a lot more complicated because of the nature of qubits and how they all need to work together," said Sutor, who added that it's critical to eliminate interference.
The upshot of that Eagle 3D packaging architecture is that there are more usable qubits that can be used. Sutor added that Eagle can't be completely simulated on a classical computer.
In a blog post, IBM outlined Eagle's architecture.
We had to combine and improve upon techniques developed in previous generations of IBM Quantum processors in order to develop a processorarchitecture including advanced 3D packagingtechniquesthat we're confident can form the backbone ofprocessors up to and including our planned 1000+ qubit Condor processor. Eagle is based upon our heavy-hexagonal qubit layout asdebuted with our Falcon processor, where qubits connect witheithertwo or three neighbors as ifsitting upon the edges and corners of tessellated hexagons.This particular connectivity decreased the potential for errors caused by interactions between neighboring qubits-providing significant boosts in yielding functional processors.
Eagle will be made available to select members of the IBM Quantum Network in December. Here's a look at Eagle unstacked.
IBM also previewed its Quantum System Two, which is designed to work with processors with more than 1,000 qubits. IBM Quantum System Two will be more modular with the ability to house and cool multiple processors in one system.
This Quantum System Two architecture enables customers to manipulate and test portions of the system without affecting the entire setup. The latest quantum system from IBM will be up and running in 2023 at IBM Research.
On the modularity of Quantum System Two, IBM said:
With this system, we're giving flexibility to our hardware to continue to increase the scale of our chips. The team is taking a holistic systems approach to understand the necessary resources to support not only our upcoming Osprey and Condor processors, but also quantum processors into the future as we continue to progress along our hardware roadmap. System Two incorporates a new generation of scalable qubit control electronics together with higher-density cryogenic components and cabling. Furthermore, we are working jointly with Bluefors Cryogenics to re-imagine the cryogenic platform. Bluefors' new Kide Cryogenic platform and its hexagonal footprint optimizes space inside of the fridge in order to accommodate increased support hardware required by larger processors, while ensuring that engineers can easily access and service the hardware inside the fridge.
Sutor didn't provide goals for the number of IBM Quantum System Two to be deployed. Sutor, however, was optimistic that IBM can use Quantum System Two to expand its footprint. The COVID-19 pandemic taught IBM engineers how to deploy quantum systems remotely.
"We learned a lot of techniques and methodology from having other people install and support remote systems," said Sutor. "It's similar to how NASA has had to instruct astronauts in space to make repairs."
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