La startup de computación cuántica estadounidense Psiquantum anunció la semana pasada que ha descifrado un rompecabezas significativo en el camino para hacer que la tecnología sea útil: fabricación de chips cuánticos en grandes cantidades.
Psiquantum salió del modo sigiloso en 2021 con un éxito de taquilla Anuncio de financiación. Él seguido con dos más el año pasado.
La compañía utiliza la llamada computación cuántica fotónica “, que durante mucho tiempo ha sido desestimada como poco práctica.
El enfoque, que codifica datos en partículas individuales de luz, ofrece algunas ventajas convincentes: ruido bajo, operación de alta velocidad y compatibilidad pure con las redes de fibra óptica existentes. Sin embargo, se retrasó por las demandas extremas de {hardware} para administrar el hecho de que los fotones vuelan con velocidad cegadora, se pierdan y son difíciles de crear y detectar.
Psiquantum ahora afirma haber abordado muchas de estas dificultades. La semana pasada, en un nuevo Documento revisado por pares publicado en Naturalezala compañía presentó {hardware} para la computación cuántica fotónica que, según dicen, se puede fabricar en grandes cantidades y resuelve el problema de ampliar el sistema.
¿Qué hay en una computadora cuántica?
Como cualquier computadora, las computadoras cuánticas codifican información en sistemas físicos. Mientras que las computadoras digitales codifican bits (0s y 1s) en transistores, las computadoras cuánticas utilizan bits cuánticos (qubits), que pueden codificarse en muchos sistemas cuánticos potenciales.
Las computadoras cuánticas superconductoras requieren una plataforma de enfriamiento elaborada para mantenerlas a temperaturas cercanas a cero absoluto. Crédito de la imagen: Rigetti
Los queridos del mundo de la computación cuántica han sido tradicionalmente superconductores de circuitos que se ejecutan a temperaturas cercanas a cero absoluto. Estos han sido defendidos por compañías como Google, IBMy Rigetti.
Estos sistemas han atraído titulares que reclaman “supremacía cuántica“(Donde las computadoras cuánticas superan las computadoras tradicionales en alguna tarea) o el comienzo de”utilidad cuántica“(Es decir, computadoras cuánticas realmente útiles).
En un segundo cierre en el juego de agarre de titulares, Iónq y Honeywell Están persiguiendo computación cuántica de iones de iones atrapados. En este enfoque, los átomos cargados se capturan en trampas electromagnéticas especiales que codifican los qubits en sus estados de energía.
Otros contendientes comerciales incluyen átomo impartial qubits, a base de silicio qubits, intencional defectos en diamantesy no tradicional codificaciones fotónicas.
Todos estos están disponibles ahora. Algunos están a la venta con enormes etiquetas de precios, y otros son accesibles a través de la nube. Pero advertencia justa: son más para la experimentación que el cálculo de hoy.
Fallas y cómo tolerarlas
Los bits individuales en sus computadoras digitales son extraordinariamente confiables. Pueden experimentar una falla (un 0 inadvertidamente voltea a un 1, por ejemplo) una vez en cada billón de operaciones.
La nueva plataforma de Psiquantum tiene características de sonido impresionante, como guías de onda de nitruro de silicio de baja pérdida, detectores de resolución de fotones de alta eficiencia y interconexiones casi sin pérdida.
La compañía informa una tasa de error de 0.02 por ciento para operaciones de un solo qubit y 0.8 por ciento para la creación de dos quits. Estos pueden parecer números bastante pequeños, pero son mucho más grandes que la tasa de error efectivamente cero del chip en su teléfono inteligente.
Sin embargo, estos números rivalizan con los mejores qubits hoy y son sorprendentemente alentadores.
Uno de los avances más críticos en el sistema psiquantum es la integración de Computación cuántica a base de fusión. Este es un modelo que permite que los errores se corrigan más fácilmente que en los enfoques tradicionales.
Los desarrolladores de computadoras cuánticas quieren lograr lo que se llama “tolerancia a fallas”. Esto significa que, si la tasa de error básica es Debajo de cierto umbrallos errores se pueden suprimir indefinidamente.
Las reclamaciones de tasas de error de “umbral inferior” deben cumplirse con escepticismo, ya que generalmente se miden en algunos qubits. Una computadora cuántica práctica sería un entorno muy diferente, donde cada qubit tendría que funcionar junto con un millón (o mil millones, o billones) otros.
Este es el desafío basic de la escalabilidad. Y aunque la mayoría de las compañías de computación cuántica están abordando el problema desde cero, construyendo qubits individuales y uniéndolos, Psiquantum está adoptando el enfoque de arriba hacia abajo.
Pensamiento de escala primero
Psiquantum desarrolló su sistema en asociación con el fabricante de semiconductores GlobalFoundries. Todos los componentes clave (fuentes y detectores de fotones, puertas lógicas y corrección de errores) están integrados en un solo chip basado en silicio.
Psiquantum cube GlobalFoundries ya ha hecho millones de chips.
Un diagrama que muestra los diferentes componentes del chip fotónico de Psiquantum. Crédito de la imagen: psiquantum
Al hacer uso de técnicas ya utilizadas para fabricar semiconductores, Psiquantum afirma haber resuelto el problema de escalabilidad que ha plagado durante mucho tiempo enfoques fotónicos.
Psiquantum está fabricando sus chips en una fundición comercial de semiconductores. Esto significa que la escala a millones de qubits será relativamente sencillo.
Si la tecnología de Psiquantum ofrece su promesa, podría marcar el comienzo de la primera period verdaderamente escalable.
Una computadora cuántica fotónica tolerante a fallas tendría ventajas importantes y menores requisitos de energía.
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