Tras las últimas pruebas del equipo de investigación de la compañía BlueQubit, el procesador cuántico Nighthawk r2 completa 1 millon de muestras en solo 19 segundos.
Junto con la colaboración de IBM para llevar a cabo con éxito este experimento de muestreo de circuitos cuánticos aleatorios (RCS), ha logrado generar un millón de muestras en tan solo 19 segundos. Los cálculos estiman que replicar la misma carga de trabajo en el superordenador Frontier requeriría aproximadamente 110 años.
Configuración del experimento y rendimiento técnico
El estudio, dirigido por el físico teórico de materia condensada Tigran Sedrakyan, se estructuró bajo los siguientes parámetros de hardware:
- Capacidades del procesador: Nighthawk r2 es un sistema superconductor de 120 cúbits accesible a través de la plataforma en nube de IBM, de los cuales el equipo seleccionó 61 cúbits para ejecutar circuitos de complejidad creciente.
- Punto de equilibrio: Tras probar hasta 40 ciclos, la configuración óptima se fijó en 36 ciclos y 918 puertas de dos cúbits.
- Velocidad de ejecución: Gracias a un diseño de hardware con un mecanismo de reseteo dedicado que reduce el tiempo de espera entre experimentos a solo 1 microsegundo, el procesador es capaz de ejecutar más de 100.000 circuitos cuánticos por segundo (frente a los 4.000 de la generación anterior Heron).
Metodología de estimación clásica y verificación
Para calcular el esfuerzo necesario por parte de los sistemas convencionales mediante la contracción de redes de tensores, se estimaron unas 1.21027 operaciones de cálculo, lo que se traduciría en unos 110 años de procesamiento en el superordenador Frontier (con una potencia máxima superior a 1018 operaciones por segundo).
No obstante, los autores matizan que esta cifra se basa en algoritmos de simulación concretos y no representa un límite teórico absoluto.
Con el fin de confirmar la fiabilidad de los datos, el equipo recurrió a circuitos «recortados» (dividiendo los 61 cúbits en sistemas menores simulables por ordenadores clásicos) y a circuitos espejo para medir la acumulación de ruido, obteniendo una fidelidad de la señal cuántica remanente del 0,23% bajo las condiciones de 36 ciclos.
Alcance de la ventaja cuántica
Los investigadores subrayan que la tarea de muestreo de circuitos aleatorios constituye una prueba de referencia (benchmark) para evaluar los límites del hardware, más allá de representar una aplicación orientada a la producción comercial directa.
Asimismo, recuerdan que la ventaja cuántica es una métrica dinámica que evoluciona a la par que la mejora de los algoritmos clásicos de simulación un fenómeno ya observado en experimentos previos de la industria, destacando como principal novedad que el hito se ha alcanzado empleando un procesador comercial accesible vía nube y con código abierto para su verificación independiente.
fuente: ithome