Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) han desarrollado el procesador cuántico superconductor Zuchongzhi-3, el más avanzado del país hasta la fecha. Con 105 cúbits y 182 acopladores, este logro representa un avance significativo en la supremacía cuántica, desafiando los límites de los supercomputadores clásicos y estableciendo un nuevo referente en la computación cuántica.
Un avance sin precedentes en la computación cuántica
El equipo de la USTC, en colaboración con la Academia China de Ciencias, ha dado un paso crucial en la investigación de circuitos cuánticos aleatorios con la presentación del Zuchongzhi-3. Este procesador opera a una velocidad 10¹⁵ veces superior a la del supercomputador más potente del mundo y un millón de veces más rápido que los últimos resultados publicados por Google, consolidando la posición de China en la carrera por la supremacía cuántica.
El desarrollo del Zuchongzhi-3 sigue a sus predecesores, Zuchongzhi-2 y Jiuzhang-3, demostrando la capacidad del país asiático para competir con gigantes tecnológicos como Google, IBM y Microsoft. Los hallazgos de esta investigación han sido publicados en Physical Review Letters, resaltando su impacto en el campo de la computación cuántica.
China desafía la supremacía cuántica de Google
Desde que Google logró en 2019 la primera demostración de supremacía cuántica con su procesador Sycamore de 53 cúbits, el avance en la computación cuántica ha sido vertiginoso. En ese momento, el equipo de Google logró completar una tarea en 200 segundos, lo que habría tomado 10.000 años en un supercomputador clásico.
Sin embargo, en 2023, los investigadores de la USTC desafiaron esta afirmación al desarrollar algoritmos clásicos más eficientes, que lograron completar la misma tarea en 14 segundos utilizando más de 1.400 GPUs A100 de NVIDIA. Con la llegada de supercomputadores como Frontier, esta tarea se ha reducido a 1,6 segundos, cuestionando nuevamente el concepto de supremacía cuántica.
No obstante, el equipo chino logró la primera demostración rigurosa de supremacía cuántica en 2020 con su prototipo Jiuzhang basado en fotónica. En 2021, repitieron la hazaña con el Zuchongzhi-2, y en 2023, el Jiuzhang-3 con 255 fotones superó a los supercomputadores clásicos en 10¹⁶ órdenes de magnitud.
Zuchongzhi-3: Un nuevo referente en el procesamiento cuántico
El procesador Zuchongzhi-3 marca un salto cualitativo en la computación cuántica superconductora. Sus 105 cúbits y 182 acopladores le otorgan una ventaja única para realizar cálculos cuánticos a gran escala. Entre sus principales características se encuentran:
- Tiempo de coherencia: 72 μs
- Fidelidad de puertas de un solo cúbit: 99,90%
- Fidelidad de puertas de dos cúbits: 99,62%
- Fidelidad de lectura simultánea: 99,13%
La mayor estabilidad y fidelidad de los cúbits permiten a Zuchongzhi-3 realizar cálculos complejos con una precisión sin precedentes. Para evaluar su rendimiento, los investigadores ejecutaron una tarea de muestreo de circuito aleatorio de 83 cúbits y 32 capas, logrando una velocidad de cálculo 10¹⁵ veces mayor que el supercomputador más potente del mundo y seis órdenes de magnitud por encima de los resultados más recientes de Google.
Hacia la computación cuántica a gran escala
El equipo de la USTC no solo ha logrado la supremacía cuántica con Zuchongzhi-3, sino que también trabaja en áreas clave para el futuro de la computación cuántica, incluyendo:
- Corrección de errores cuánticos
- Entrelazamiento cuántico
- Simulación cuántica
- Aplicaciones en química cuántica
Además, los investigadores han integrado un código de superficie de distancia-7, con planes para expandirlo a distancias 9 y 11, lo que permitirá una mejor corrección de errores y una manipulación más precisa de los cúbits.
La comunidad científica ha elogiado estos avances, describiendo Zuchongzhi-3 como «una nueva referencia en la computación cuántica superconductor». La prestigiosa revista Physics Magazine ha destacado este hito en un artículo especial, subrayando su impacto en la evolución de la computación cuántica.
El futuro de la computación cuántica en China
China continúa consolidándose como líder en la investigación cuántica, desafiando el dominio de EE.UU. en este campo. La inversión en computación cuántica ha sido una prioridad estratégica para el gobierno chino, con el objetivo de lograr avances disruptivos en inteligencia artificial, criptografía y simulaciones de materiales.
Con el lanzamiento de Zuchongzhi-3, China no solo reafirma su liderazgo en la computación cuántica, sino que también allana el camino hacia la próxima generación de procesadores cuánticos superconductores. En los próximos años, la competencia entre China y EE.UU. en este ámbito se intensificará, con implicaciones significativas para el futuro de la tecnología cuántica y su impacto en múltiples industrias.
vía: CAS
