- DARPA incorpora cuatro empresas a la fase C de la Iniciativa de Referencia Cuántica.
- Las computadoras cuánticas utilizan qubits, que pueden almacenar múltiples valores simultáneamente, lo que les confiere una gran ventaja.
- La QBI comprende tres fases, con el objetivo de lograr computadoras cuánticas tolerantes a fallos.
- Actualmente, las cuatro empresas emplean cada una distintos métodos de computación cuántica para sus pruebas.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA) ha añadido a Atom Computing, Diraq, IonQ e IBM a la fase de validación C de su Iniciativa de Referencia Cuántica (Quantum Benchmarking Initiative, QBI). Alcanzar la fase C significa que estas empresas comenzarán a realizar pruebas físicas de sus arquitecturas de computación cuántica tolerante a fallos (FTQC), y la iniciativa prevé lanzar computadoras cuánticas a escala industrial en 2033. La computación cuántica se considera la próxima frontera de la computación, y contribuye a resolver problemas como el descubrimiento de fármacos, la investigación de materiales y el cambio climático.
Los ordenadores tradicionales utilizan bits binarios que solo pueden almacenar los valores 0 y 1, mientras que las computadoras cuánticas emplean qubits, capaces de almacenar simultáneamente múltiples valores entre 0 y 1 e incluso realizar cálculos en paralelo. Esto ofrece una gran ventaja, pero también plantea un nuevo desafío computacional: la acumulación masiva de errores. Los científicos pueden crear qubits de diversas maneras, pero la alta tasa de errores sigue siendo el principal obstáculo para las computadoras cuánticas a gran escala. La QBI está probando si será posible lanzar estas computadoras en 2033.
Las tres fases de la QBI
La QBI comprende tres fases, cada una de las cuales constituye un hito importante hacia el desarrollo de computadoras cuánticas tolerantes a fallos. En la fase A se evalúan conceptos de computación cuántica a escala de servicios públicos para determinar su viabilidad a corto plazo. Los participantes que acceden a la fase B presentan a DARPA planes de investigación y desarrollo que detallan los riesgos de sus enfoques y las medidas de mitigación previstas. En la fase C, los participantes validarán y verificarán sus arquitecturas FTQC mediante pruebas físicas, mediciones de sistemas y validación empírica, colaborando con el gobierno. No se trata de una competición para determinar la mejor tecnología cuántica, ni de un esfuerzo de cooperación entre empresas.
El objetivo principal del programa es determinar qué enfoques podrán alcanzar la escala de servicios públicos en 2033, lo que significa que el valor de la producción computacional del sistema cuántico superará sus gastos de capital y operativos.
Los métodos de cada una de las cuatro empresas
Actualmente, DARPA ha incorporado a cuatro empresas en la fase C, entre las que Microsoft y PsiQuantum ya participaban, como parte de los «Sistemas Inexplorados para la Computación Cuántica a Escala de Servicios Públicos» (Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing, US2QC), en un programa piloto con objetivos similares. Cada una de las empresas que ahora se encuentra en la fase C emplea un método distinto de computación cuántica.
Atom Computing utiliza átomos neutros como qubits; su sistema propuesto incluye más de 1.200 átomos neutros mantenidos en una red óptica. Diraq emplea qubits de espín de silicio, consistentes en electrones individuales atrapados en diminutas compuertas electrostáticas. La empresa busca validar sus obleas de 300 milímetros fabricadas en una fundición, con el objetivo de colocar más de dos millones de qubits físicos en una sola oblea antes de 2031. IonQ usa iones atrapados como qubits y ha lanzado recientemente su unidad de procesamiento cuántico (QPU) Superion 256, diseñada para montarse en bastidores de servidores, y evaluará si su facilidad de fabricación cumple con sus metas de escala de servicios públicos.
IBM adopta un enfoque de pila completa en computación cuántica, utilizando qubits transmon como hardware cuántico, al tiempo que desarrolla software de código abierto para operar dicho hardware y hacerlo accesible a través de la nube.
El director ejecutivo de la QBI, Micah Stoutimore, declaró en un comunicado: «El campo de la computación cuántica avanza rápidamente y cada vez esperamos más que alguien construya una computadora cuántica a escala de servicios públicos antes de 2033. Aún no sabemos qué equipo o enfoque técnico logrará ese objetivo. Por ello, la QBI evalúa cada camino según sus propias fortalezas e incorpora continuamente nuevos métodos prometedores.»
El futuro y los desafíos de la computación cuántica
La computación cuántica se considera clave para el futuro de la computación, capaz de resolver múltiples problemas complejos. El programa QBI de DARPA no solo impulsa el desarrollo tecnológico, sino que constituye un hito importante para la comercialización de la computación cuántica. A pesar del desafío que representan las altas tasas de error, las distintas empresas realizan pruebas físicas siguiendo diversas vías técnicas, lo que evidencia la diversidad y competitividad del sector. Estos esfuerzos ayudarán a identificar el método más eficaz de computación cuántica y a llevarlo a escala de servicios públicos en el futuro, fomentando así el progreso y la aplicación tecnológica.