IBM planea un superordenador cuántico «Quantum Starling» tolerante a fallos

IBM ha anunciado un plan detallado para crear el primer ordenador cuántico a gran escala y tolerante a fallos del mundo para 2029. Este sistema, denominado IBM Quantum Starling, se ubicará en un nuevo Centro de Datos Cuánticos en Poughkeepsie, Nueva York. Se está desarrollando para realizar aproximadamente 100 millones de operaciones cuánticas en 200 qubits lógicos, lo que representa un salto significativo, unas 20.000 veces más potente que las principales máquinas actuales. Los qubits lógicos son fundamentales para la construcción de procesadores cuánticos con corrección de errores. Cada uno de ellos codifica una única unidad de información cuántica a través de varios qubits físicos que se supervisan continuamente para detectar errores. Al reducir en gran medida las tasas de error de los qubits lógicos mediante este método, IBM pretende ejecutar algoritmos complejos con gran fiabilidad. Esto abrirá nuevas posibilidades en campos como el descubrimiento de fármacos, la ciencia de materiales, las simulaciones químicas y la optimización a gran escala.

Una característica clave del diseño de Starling es el uso de códigos de corrección de errores cuánticos de comprobación de paridad de baja densidad (qLDPC). Estos códigos avanzados necesitan hasta un 90% menos de qubits físicos que los métodos estándar anteriores, lo que reduce considerablemente los recursos y la infraestructura necesarios. Los documentos de investigación de IBM muestran cómo gestionará la secuenciación de instrucciones, la ejecución de operaciones y la descodificación en tiempo real de las medidas de los qubits utilizando componentes electrónicos convencionales como FPGAs o ASICs. La hoja de ruta cuántica actualizada de IBM esboza varios objetivos intermedios con procesadores bautizados con nombres de pájaros. En 2025, IBM Quantum Loon probará interconexiones «C-coupler» de largo alcance y componentes qLDPC esenciales. A continuación, en 2026, el chip modular Kookaburra combinará la memoria cuántica con el procesamiento lógico. En 2027, Cockatoo conectará varios módulos mediante «acopladores en L», simulando los nodos de un sistema mayor.

Cada una de estas versiones está diseñada para confirmar un aspecto crítico de la escalabilidad, la modularidad y la tolerancia a fallos. Para 2029, se espera que Starling soporte 200 qubits lógicos capaces de ejecutar 100 millones de operaciones. Esto creará estados computacionales tan inmensos que serían demasiado para que los superordenadores más avanzados de la actualidad pudieran manejarlos. IBM considera este logro el punto de inflexión para la ventaja cuántica práctica con corrección de errores.

Fuente: IBM