Google afirma que el cultivo de estados mágicos reduce los errores unas 40 veces en el chip Willow
Google Quantum AI afirma que la técnica alivia un cuello de botella de recursos conocido desde hace mucho, aunque aún debe demostrarse a mayor escala.
Ilustración generada con IAGoogle Quantum AI afirmó el 15 de octubre que ha demostrado el funcionamiento de una técnica llamada cultivo de estados mágicos en su procesador Willow, con la que se reducen los errores unas 40 veces en comparación con operar sin ella. La empresa indicó que el trabajo ya se ha publicado.
Los estados mágicos son estados cuánticos especiales que ayudan a una máquina a realizar el conjunto de operaciones necesario para la computación cuántica universal, aquella capaz de ejecutar programas útiles más allá de lo que pueden hacer los ordenadores clásicos. Los investigadores consideran su producción un cuello de botella difícil desde 2004. Según Google, obtener estados mágicos de alta calidad y con corrección de errores requiere tantos recursos que algunas estimaciones sugieren que hasta el 95 % de la capacidad de un ordenador cuántico podría tener que dedicarse a ellos. Además, cada estado mágico solo se puede usar una vez.
El método de cultivo fue desarrollado en 2024 por investigadores de Google Quantum AI, que perfeccionaron una idea de la literatura anterior. Está pensado para actuar como un filtro: se coloca un estado con ruido en una región pequeña del chip y una secuencia de mediciones coordinadas comprueba si hay errores y descarta los intentos fallidos. El objetivo es obtener un estado muy puro y con pocos errores que, al mismo tiempo, pueda adaptarse a una codificación más grande. Google dijo que, si funcionaba en hardware, el enfoque podría reducir de forma sustancial el tamaño del ordenador cuántico necesario para tareas prácticas.
En Willow, el protocolo logró una reducción de 40 veces en los errores respecto a los estados no cultivados y produjo estados T con lo que la empresa calificó de fidelidad lógica récord del 99,99 %. Google describió el resultado como la primera demostración de una solución práctica a uno de los cuellos de botella de recursos más graves del sector.
Llegar hasta ahí exigió más ingeniería. Durante las primeras pruebas, el equipo descubrió que el ruido del laboratorio, causado por la deriva de los equipos eléctricos y las variaciones de temperatura, estaba menoscabando su prueba de referencia habitual. Añadió un control adicional para reducir ese ruido y ideó un nuevo método de evaluación comparativa que utiliza el cultivo para medirse a sí mismo.
Los investigadores también trasladaron estados de un código de color de distancia 3 a un código de superficie de distancia 5, dos formas de corrección de errores cuánticos, y demostraron que los estados purificados pueden sobrevivir y transferirse dentro del hardware.
Google afirmó que el cultivo de estados mágicos aún debe demostrarse a mayor escala antes de ser realista para la computación cuántica práctica, y que quedan muchos desafíos técnicos.