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Ingenieros construyeron un procesador cuántico de 98 iones de bario que comete muy pocos errores.
Abstract
El procesador cuántico Helios de 98 cúbits se implementa con la arquitectura de dispositivo cuántico de carga acoplada (QCCD) y utiliza iones de 137Ba+ con estados hiperfinos. La conectividad total se logra mediante un anillo de almacenamiento giratorio que conecta dos zonas operativas a través de una transición. La ejecución paralela de operaciones y una nueva pila de software con compilación en tiempo real aumentan la velocidad. Las infidelidades medias en todas las zonas son: para puertas de un cúbit, 2,5×10−5; para puertas de dos cúbits, 7,9×10−4; y para preparación y medición, 4,8×10−4; estos valores no están limitados fundamentalmente y pueden mejorarse. Pruebas con circuitos aleatorios de Clifford y tareas de muestreo de circuitos aleatorios demuestran un rendimiento más allá de la simulación clásica, estableciendo un nuevo récord de precisión y complejidad para las computadoras cuánticas.
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En el nuevo procesador Helios, 98 iones de bario giran en una ruta cerrada, como caballitos en un carrusel. Esta arquitectura permite que cualquier ion intercambie datos con cualquier otro, haciendo el sistema flexible y potente. Los pulsos láser, como una batuta de director, dan órdenes a la velocidad de la luz.
El principal problema de la computación cuántica son los errores. Cuanto más compleja es la tarea, mayor es la probabilidad de fallo. Helios rompe esta regla: sus operaciones tienen una precisión del 99,992%, aproximadamente un error cada 12.500 pasos. Es un récord para sistemas de este tamaño.
Además, la temperatura en la trampa está cerca del cero absoluto, más fría que el vacío interestelar. Las mediciones láser comprueban el estado de cada ion. Esta fiabilidad abre el camino a cálculos inimaginables para los superordenadores clásicos. La idea de la computadora cuántica fue propuesta por Richard Feynman, y la tecnología de trampas iónicas fue desarrollada por David Wineland.
🎯 El bario-137 no fue elegido al azar: sus niveles de energía son tan convenientes que el láser los ajusta como un control remoto cambia de canal.
🎬 Una máquina así recuerda a la computadora cuántica de la novela de Arthur C. Clarke, capaz de modelar la conciencia.
