Los procesadores de IBM destacaron por su capacidad para manejar circuitos cuánticos de gran profundidad. Quantinuum, por su parte, sobresalió en las pruebas que involucraban un gran número de cúbits. Estos resultados reflejan los avances tecnológicos recientes, especialmente en hardware y software.
El estudio también revela que el último modelo de IBM, llamado Marrakesh, no alcanzó las mejoras esperadas. A pesar de una reducción en los errores por puerta cuántica, su rendimiento se mantuvo similar al de su predecesor. Este resultado subraya los obstáculos persistentes en el desarrollo de tecnologías cuánticas.
Quantinuum marcó un punto importante con su procesador H2-1, capaz de resolver problemas con 56 cúbits. Este rendimiento supera las capacidades de las computadoras clásicas en ciertos escenarios. Los investigadores utilizaron un algoritmo específico para evaluar esta capacidad, demostrando así el potencial práctico de los computadores cuánticos.
El benchmark desarrollado por el equipo se basa en el problema MaxCut, conocido por su complejidad computacional. Este método permite evaluar de manera estandarizada y económica el rendimiento de los diferentes sistemas. Los resultados obtenidos ofrecen indicaciones valiosas sobre el estado actual de la tecnología cuántica.
A pesar de sus ventajas, el benchmark presenta limitaciones, como la ausencia de ajuste dinámico de parámetros durante el cálculo. Los científicos piden desarrollar otras pruebas complementarias para entender mejor el rendimiento de los procesadores cuánticos. Este enfoque plural podría acelerar los avances en este campo.
Los resultados de este estudio abren perspectivas interesantes para el futuro del cálculo cuántico. Ponen de relieve los progresos realizados por los diferentes actores del sector, al mismo tiempo que identifican las áreas de mejora necesarias para alcanzar una verdadera supremacía cuántica aprovechable industrialmente.
¿Cómo funciona el benchmark MaxCut para evaluar procesadores cuánticos?
El problema MaxCut es un problema de optimización utilizado para probar el rendimiento de los procesadores cuánticos. Consiste en dividir un grafo en dos subconjuntos de manera que se maximice el número de aristas entre ellos. Este problema se elige como benchmark porque es difícil de resolver para las computadoras clásicas y su complejidad puede ajustarse modificando el tamaño del grafo.
El benchmark MaxCut mide la capacidad de un procesador cuántico para ejecutar circuitos cuánticos de diferentes profundidades y anchuras. La profundidad se refiere al número de operaciones sucesivas, mientras que la anchura corresponde al número de cúbits utilizados. Estos dos parámetros son esenciales para evaluar la potencia y flexibilidad de un sistema cuántico.
Un sistema falla en la prueba cuando sus resultados se vuelven indistinguibles de los producidos por un generador aleatorio. Este umbral permite determinar hasta qué punto un procesador cuántico puede proporcionar resultados significativos antes de que el ruido y los errores predominen.
El benchmark MaxCut es particularmente útil porque es simple de implementar y escalable. Puede adaptarse a una amplia gama de sistemas cuánticos, lo que lo convierte en una herramienta valiosa para comparar el rendimiento de diferentes tecnologías cuánticas. Sin embargo, como todo benchmark, tiene sus limitaciones y debe complementarse con otras pruebas para obtener una evaluación completa.
¿Qué es un cúbit y por qué es fundamental en computación cuántica?
Un cúbit es la unidad básica de información cuántica, análoga al bit clásico. A diferencia de un bit que puede ser 0 o 1, un cúbit puede existir en un estado de superposición, es decir, una combinación de 0 y 1 simultáneamente. Esta propiedad permite a las computadoras cuánticas procesar una cantidad de información exponencialmente mayor que las computadoras clásicas para ciertas tareas.
El entrelazamiento cuántico es otra propiedad clave de los cúbits. Cuando dos cúbits están entrelazados, el estado de uno influye instantáneamente en el otro, independientemente de la distancia que los separa. Este fenómeno permite crear circuitos cuánticos extremadamente potentes para resolver problemas complejos.
Sin embargo, los cúbits también son muy frágiles. Son sensibles a su entorno, lo que puede provocar errores de cálculo. La investigación actual se centra en desarrollar cúbits más estables y métodos de corrección de errores para hacer más fiables las computadoras cuánticas.
Los avances en la manipulación de cúbits, como la introducción de puertas fraccionarias, han permitido mejorar significativamente el rendimiento de los procesadores cuánticos. Estos progresos son cruciales para materializar el potencial de la computación cuántica en campos como la criptografía, el modelado molecular y la optimización.