Computación cuántica
Ordenadores Cuánticos Verifican la Precisión entre Sí
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Los ordenadores cuánticos están avanzando increíblemente rápido, y son una de nuestras herramientas más importantes para resolver problemas informáticos importantes. Sin embargo, los ordenadores cuánticos son sensibles a influencias externas y propensos a errores, lo que puede afectar su precisión.
Dado que algunos ordenadores cuánticos ya no pueden ser verificados de forma independiente a través de simulaciones con ordenadores clásicos, los investigadores están buscando nuevas formas de verificar su precisión.
La investigación se publicó en la revista Physical Review X.
Chiara Greganti es física en la Universidad de Viena.
“Para aprovechar al máximo los ordenadores cuánticos futuros para cálculos críticos, necesitamos una forma de garantizar que la salida sea correcta, incluso si no podemos realizar el cálculo en cuestión por otros medios”, dice Greganti.
Ordenadores Cuánticos Verificando entre Sí
El equipo se propuso desarrollar e implementar un procedimiento de verificación cruzada que permita a los ordenadores cuánticos verificar los resultados de un cálculo de otro. Los dispositivos están relacionados pero fundamentalmente diferentes entre sí.
Martin Ringbauer es de la Universidad de Innsbruck.
“Pedimos a diferentes ordenadores cuánticos que realicen cálculos diferentes con apariencia aleatoria”, dice Ringbauer. “Lo que los ordenadores cuánticos no saben es que hay una conexión oculta entre los cálculos que están realizando”.
El equipo puede generar múltiples cálculos diferentes a partir de una fuente común confiando en un modelo alternativo de computación cuántica basado en estructuras de grafos.
“Aunque los resultados pueden parecer aleatorios y los cálculos son diferentes, hay ciertas salidas que deben coincidir si los dispositivos están funcionando correctamente”, continuó.
Implementando el Método
El equipo implementó el método en cinco ordenadores cuánticos actuales que utilizan cuatro tecnologías de hardware diferentes:
- Circuitos superconductores
- Iones atrapados
- Fotónica
- Resonancia magnética nuclear
El método funciona en hardware actual y no requiere requisitos especiales. El equipo también demostró que la técnica podría utilizarse para verificar un dispositivo contra sí mismo. Los dos resultados solo coinciden si ambos son correctos, y esto se debe a que los cálculos son muy diferentes.
La nueva técnica también no requiere que los investigadores examinen el resultado completo del cálculo, lo que a menudo es tiempo consumido.
Tommaso Demarie es de Entropica Labs en Singapur.
Es suficiente verificar con qué frecuencia los diferentes dispositivos coinciden en los casos en los que deberían, lo que se puede hacer incluso para ordenadores cuánticos muy grandes”, dice Demarie.
Esta nueva técnica es especialmente importante ya que los ordenadores cuánticos están volviéndose cada vez más disponibles, por lo que puede ayudar a garantizar que estos dispositivos estén haciendo lo que se supone que deben hacer.
El equipo que trabaja en esta técnica consiste en investigadores universitarios y expertos en computación cuántica de la industria de varias empresas.
Joe Fitzsimons es de Horizon Quantum (HQ ) Computing en Singapur.
“Esta colaboración estrecha entre la academia y la industria es lo que hace que este documento sea único desde una perspectiva sociológica”, dice Fitzsimons. “Mientras que hay un cambio progresivo con algunos investigadores que se mudan a empresas, siguen contribuyendo al esfuerzo común para hacer que la computación cuántica sea confiable y útil en Singapur. ‘Esta colaboración estrecha entre la academia y la industria es lo que hace que este documento sea único desde una perspectiva sociológica’, dice Fitzsimons. ‘Mientras que hay un cambio progresivo con algunos investigadores que se mudan a empresas, siguen contribuyendo al esfuerzo común para hacer que la computación cuántica sea confiable y útil en Singapur.
