Toshiba Corporation ha anunciado un avance significativo en la tecnología de computación cuántica con el desarrollo del acoplador de doble transmon, una innovación destinada a mejorar el rendimiento de los ordenadores cuánticos superconductores. Este avance, realizado en colaboración con el instituto de investigación japonés RIKEN, ha permitido alcanzar una fidelidad de puerta de dos qubits del 99,90 %, un estándar de clase mundial que refuerza la precisión en las operaciones cuánticas.

La fidelidad, un indicador clave en la computación cuántica, mide la cercanía de una operación a su ideal, y valores más altos indican una mayor precisión. Según Toshiba, este logro promete avances significativos en aplicaciones prácticas, como la neutralidad de carbono y el desarrollo de nuevos medicamentos, mediante la mejora de la eficiencia y la escalabilidad de los sistemas cuánticos.

Tecnología de vanguardia para puertas cuánticas

El acoplador de doble transmon es un dispositivo ajustable que conecta dos qubits superconductores, permitiendo operaciones de puerta cuántica rápidas y precisas. En pruebas experimentales, Toshiba y RIKEN lograron reducir el acoplamiento residual a solo 6 kHz y un tiempo de operación de puerta de 48 nanosegundos, un equilibrio crucial para minimizar errores y mantener la estabilidad de los estados cuánticos.

Los qubits utilizados son transmones de frecuencia fija, conocidos por su simplicidad estructural y estabilidad, lo que facilita su fabricación y asegura una mayor viabilidad para escalas industriales.

Impacto y características clave

Este desarrollo aborda retos fundamentales de la computación cuántica, como la necesidad de tiempos de coherencia más largos y la supresión de acoplamientos residuales. Según los datos publicados, los qubits lograron tiempos de coherencia (T1 y T2) suficientes para garantizar operaciones estables y precisas.

• Coherencia: Tiempos de T1 de hasta 230 μs y de T2 de 360 μs en los qubits, indicadores de estabilidad prolongada.
• Flexibilidad: Ajustes en el flujo magnético externo permiten controlar la fuerza del acoplamiento entre qubits, maximizando la eficiencia operativa.
• Rendimiento sostenido: Durante 12 horas de pruebas, la fidelidad de las puertas de dos qubits se mantuvo en un promedio del 99,90 %, situándose entre los mejores resultados a nivel global.

Hacia un futuro de computación cuántica práctica

Este avance ha sido publicado en la prestigiosa revista Physical Review X y forma parte del proyecto insignia Q-LEAP del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón. Toshiba y RIKEN tienen como objetivo próximo aumentar la fidelidad de las puertas cuánticas al 99,99 % y desarrollar tecnologías escalables para sistemas cuánticos de gran tamaño.

El desarrollo de estos sistemas es clave para resolver problemas complejos que están fuera del alcance de la computación clásica, consolidando el papel de Japón como líder en investigación cuántica.

Un paso más hacia la computación cuántica avanzada

El éxito del acoplador de doble transmon destaca el potencial de los ordenadores cuánticos superconductores en sectores estratégicos, desde la sostenibilidad energética hasta la medicina personalizada. Toshiba y sus socios continúan avanzando en el diseño de tecnologías que prometen transformar no solo la ciencia, sino también la manera en que abordamos los problemas globales más desafiantes.

fuente: Toshiba