Un procesador cuántico se parece a una orquesta, donde cada músico (cúbit) debe tocar su parte con precisión rítmica. Pero en la realidad los instrumentos se desafinan: los cúbits pierden energía y sus interacciones se distorsionan. Para afinar esta orquesta, primero hay que registrar cómo suena ahora, es decir, medir los parámetros del ruido y de las conexiones. El método habitual es realizar una 'tomografía' completa: revisar todos los estados posibles y anotar los resultados. Pero con cada cúbit nuevo, el número de estados se duplica, y para cinco cúbits esto ya supone 58 horas de mediciones ininterrumpidas.
Los autores del trabajo aplicaron el método de tomografía de sombra. En lugar de un examen exhaustivo, realizan mediciones aleatorias, como si el director escuchara no a cada músico por separado, sino fragmentos aleatorios de toda la partitura, y luego reconstruyera la imagen general a partir de esos fragmentos. Resultó que para un procesador de cúbits superconductores, estas 'sombras' aleatorias proporcionan la misma información sobre el ruido y las conexiones que el examen completo, pero requieren muchas menos mediciones. En el experimento con cinco cúbits, el tiempo se redujo de 58 horas a 9.
La utilidad práctica es evidente: cuanto más rápido sepamos cómo está 'desafinada' la computadora cuántica, más rápido podremos calibrarla y hacer que calcule sin errores. Para procesadores en crecimiento con decenas y cientos de cúbits, esto no es solo una comodidad, sino una necesidad. El método de sombra ya no parece exótico: funciona en hardware real y proporciona números precisos.
Las mediciones aleatorias en mecánica cuántica recuerdan a una encuesta de opinión pública: en lugar de preguntar a cada habitante del país, se encuesta a una muestra aleatoria y se infiere sobre todos.