Un equipo de científicos e ingenieros de la Universidad de Sydney y Microsoft Corporation se unieron 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 componentes básicos de las computadoras cuánticas.
Los resultados fueron publicados en Naturaleza Electrónica.
El profesor David Reilly es el responsable de diseñar el chip. Tiene una posición conjunta con la Universidad de Sydney y Microsoft.
“Para aprovechar el potencial de la computación cuántica, las máquinas deberán operar miles, si no millones, de qubits”, dijo el profesor Reilly.
“Las computadoras cuánticas más grandes del mundo actualmente operan con solo 50 o más 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 principales requisitos de un sistema cuántico eficiente es que los qubits operen a temperaturas alrededor de cero, o -273,15 grados. El motivo de este requerimiento de temperatura es para que los qubits no pierdan su carácter de materia o luz, que es requerido por las computadoras cuánticas para realizar aplicaciones especializadas.
Una de las razones por las que los sistemas cuánticos a menudo involucran muchos cables es que funcionan según las instrucciones, que vienen en forma de señales eléctricas enviadas y recibidas.
El profesor Reilly también es el investigador jefe del Centro ARC para Sistemas Cuánticos de Ingeniería (EQUS).
“Las máquinas actuales crean una hermosa variedad de cables para controlar las señales; parecen un candelabro o un nido de pájaros dorados invertidos. Son bonitos, pero fundamentalmente poco prácticos. Significa que no podemos escalar las máquinas para realizar cálculos útiles. Hay un verdadero cuello de botella de entrada y salida”, dijo el profesor Reilly.
Según el Dr. Kushal Das, ingeniero senior de hardware de Microsoft e inventor conjunto del dispositivo, “Nuestro dispositivo elimina todos esos cables. Con solo dos cables que transportan información como entrada, puede generar señales de control para miles de qubits. Esto cambia todo para la computación cuántica”.
Laboratorios cuánticos de Microsoft
El nuevo chip fue inventado en Microsoft Quantum Laboratories, que se encuentra en la Universidad de Sydney. La asociación reúne los dos mundos diferentes para generar enfoques innovadores para los desafíos de ingeniería.
“Construir una computadora cuántica es quizás la tarea de ingeniería más desafiante del siglo XXI. Esto no se puede lograr trabajando con un pequeño equipo en un laboratorio universitario en un solo país, sino que necesita 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 y salida, sino que la hemos construido.
“Hemos demostrado esto al diseñar un chip de silicio personalizado y acoplarlo a un sistema cuántico”, dijo. «Estoy seguro de que este es el circuito integrado más avanzado jamás construido para operar a temperaturas criogénicas profundas».
El chip recientemente desarrollado podría desempeñar un papel importante en el avance de las computadoras cuánticas, que son una de las tecnologías más revolucionarias a nuestro alcance. Las computadoras cuánticas son extremadamente avanzadas en su capacidad para resolver problemas que las computadoras clásicas no pueden, como los que se encuentran en los campos de la criptografía, la medicina, la IA y más.