Nuevo Dispositivo Inventado Controla Miles de Qubits

Un equipo de científicos e ingenieros de la Universidad de Sydney y la Corporación Microsoft (MSFT ) se han unido para desarrollar un nuevo dispositivo que tiene grandes implicaciones para la computación cuántica. El chip único puede operar 40 veces más frío que el espacio profundo, y es capaz de controlar señales para miles de qubits, que son los bloques de construcción fundamentales de los ordenadores cuánticos.

Los resultados se publicaron en Nature Electronics. 

El profesor David Reilly es el responsable de diseñar el chip. Tiene una posición conjunta con la Universidad de Sydney y Microsoft.

“Para realizar el potencial de la computación cuántica, las máquinas necesitarán operar miles, si no millones, de qubits”, dijo el profesor Reilly. 

“Los ordenadores cuánticos más grandes del mundo actualmente operan con solo 50 qubits”, continuó. “Esta pequeña escala se debe en parte a los límites de la arquitectura física que controla los qubits. Nuestro nuevo chip pone fin a esos límites.”

Sistemas Cuánticos

Uno de los requisitos principales de un sistema cuántico eficiente es que los qubits operen a temperaturas alrededor de cero, o -273,15 grados. La razón de este requisito de temperatura es para que los qubits no pierdan su carácter de materia o luz, que es necesario para que los ordenadores cuánticos realicen aplicaciones especializadas. 

Una de las razones por las que los sistemas cuánticos a menudo involucran muchos cables es que operan según instrucciones, que llegan en forma de señales eléctricas enviadas y recibidas.

El profesor Reilly también es el Investigador Principal del Centro ARC para Sistemas Cuánticos Ingenierizados (EQUS). 

“Las máquinas actuales crean un hermoso arreglo de cables para controlar las señales; parecen un nido de pájaro invertido o un candelabro. Son bonitos, pero fundamentalmente imprácticos. Significa que no podemos escalar las máquinas para realizar cálculos útiles. Hay un verdadero cuello de botella de entrada-salida”, dijo el profesor Reilly.

Según el Dr. Kushal Das, ingeniero de hardware senior de Microsoft y coinventor del dispositivo, “Nuestro dispositivo elimina todos esos cables. Con solo dos cables que llevan información como entrada, puede generar señales de control para miles de qubits. Esto cambia todo para la computación cuántica”.

Microsoft Quantum Laboratories

El nuevo chip fue inventado en los Microsoft Quantum Laboratories, que se encuentra en la Universidad de Sydney. La asociación reúne a dos mundos diferentes para desarrollar enfoques innovadores para los desafíos de ingeniería.

“Construir un ordenador cuántico es quizás la tarea de ingeniería más desafiante del siglo XXI. Esto no se puede lograr trabajando con un equipo pequeño en un laboratorio universitario en un solo país, sino que requiere la escala que ofrece un gigante tecnológico global como Microsoft”, dijo el profesor Reilly.

“A través de nuestra asociación con Microsoft, no solo hemos sugerido una arquitectura teórica para superar el cuello de botella de entrada-salida, sino que la hemos construido.

“Hemos demostrado esto diseñando un chip de silicio personalizado y acoplando it a un sistema cuántico”, dijo. “Estoy seguro de decir que este es el circuito integrado más avanzado jamás construido para operar a temperaturas criogénicas profundas”.

El chip recién desarrollado podría desempeñar un papel importante en el avance de los ordenadores cuánticos, que son una de las tecnologías más revolucionarias a nuestro alcance. Los ordenadores cuánticos son extremadamente avanzados en su capacidad para resolver problemas que los ordenadores clásicos no pueden, como los que se encuentran en los campos de la criptografía, la medicina, la IA y más.