El MIT ha logrado un avance revolucionario en la computación cuántica al alcanzar una fidelidad de cúbit sin precedentes del 99,998 %. Utilizando un cúbit superconductor llamado fluxonio, los investigadores han desarrollado nuevas técnicas que reducen los errores, lo que supone un paso importante hacia los sistemas cuánticos tolerantes a fallos. 

Este logro demuestra el enorme potencial del fluxonio para mejorar la estabilidad y el rendimiento de los ordenadores cuánticos, allanando el camino para algoritmos cuánticos más complejos y eficientes.

Los cúbits son la base de la computación cuántica, pero su sensibilidad al ruido y a imperfecciones de control limita la duración y complejidad de los cálculos cuánticos. Para abordar este problema, los científicos han desarrollaron dos técnicas innovadoras, los pulsos proporcionales y las microondas polarizadas circularmente. 

Pulsos programados y luz sintética para mayor precisión

Para superar la sensibilidad al ruido de los cúbits, los investigadores del MIT del Departamento de Física, el Laboratorio de Investigación de Electrónica (RLE) y el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación (EECS) se centraron en mejorar su rendimiento mitigando los errores de rotación contraria que surgen durante las operaciones cuánticas rápidas.

“Deshacernos de estos errores fue un desafío divertido para nosotros “, dijo David Rower, un reciente posdoctorado en física en el MIT, en el artículo publicado en la revista PRX Quantum.

La clave del éxito ha sido aplicar pulsos en momentos específicos para sincronizar y corregir los errores de los cúbits. Además, se ha utilizado una versión artificial de luz polarizada circularmente para estabilizar su estado, lo que ha permitido alcanzar una fidelidad sin precedentes. 

“Esto es algo maravilloso para los cúbits de baja frecuencia como el fluxonio, que parecen cada vez más prometedores para la computación cuántica“, añadió Rower.

Fluxonio: el futuro de los cúbits superconductores

El fluxonio destaca por su alta coherencia y resistencia al ruido, lo que lo hace particularmente atractivo para el desarrollo de procesadores cuánticos de alto rendimiento. A pesar de operar a frecuencias más bajas, este tipo de cúbit ha demostrado que puede ejecutar operaciones con gran velocidad y precisión, superando a otros cúbits superconductores en términos de fidelidad.

“Nuestros experimentos realmente demuestran que el fluxonio es un cúbit que admite exploraciones físicas interesantes y también cumple absolutamente con las expectativas en términos de rendimiento de ingeniería”, afirmó otro de los investigadores.

Este nuevo logro del MIT no solo refuerza el papel del fluxonio en la computación cuántica, sino que también allana el camino para sistemas cuánticos escalables y tolerantes a fallos. 

Con la reciente presentación del chip cuántico Willow de Google, que ha avanzado en la corrección de errores cuánticos, estos resultados refuerzan la idea de que un mayor rendimiento de los cúbits puede reducir significativamente los requisitos de corrección de errores.

Por lo que, la combinación de estas nuevas técnicas y el potencial del fluxonio marcan un antes y un después en la investigación cuántica, acercando un futuro en el que los ordenadores cuánticos sean una realidad práctica y viable.

Este logro refuerza la posición del MIT como líder en investigación cuántica y marca un punto de inflexión en la búsqueda de una computación cuántica escalable y práctica.

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