Se ha presentado «el ordenador cuántico más potente del planeta»: Helios en 4 preguntas

Quantinuum, una empresa de computación cuántica con sede en Estados Unidos y Reino Unido, realizó el lanzamiento comercial de Helios, la computadora cuántica “más potente del mundo”, el 5 de noviembre.

La compañía describe a Helios como “una maravilla tecnológica que redefine lo que es posible”.

Helios funciona con una nueva unidad de procesamiento cuántico (QPU) que contiene 98 qubits físicos.

Estos cúbits, compuestos de iones de bario, se alojan en una formación especial denominada trampa iónica de unión. Esta estructura aumenta significativamente las capacidades de detección y corrección de errores, lo que les permite operar con una precisión mucho mayor que los sistemas existentes.

Esto es lo que se sabe sobre Helios:

¿QUÉ ES LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA?

Las computadoras actuales funcionan con bits, la unidad mínima que representa información digital. Un bit solo puede tener dos valores: 0 o 1. Todos los datos se representan mediante combinaciones de estos 0 y 1. Por ejemplo, la información en archivos como texto, imágenes y audio se almacena y procesa organizando los bits de maneras específicas.

También es posible pensar en estos bits como interruptores que encienden y apagan la electricidad para las necesidades cotidianas. Digamos que "0" la apaga y "1" la enciende. Todos los datos en las computadoras funcionan encendiéndolos y apagándolos según patrones específicos.

Las computadoras cuánticas, por otro lado, utilizan "bits cuánticos", también conocidos como "qubits". Gracias a la propiedad de superposición de la mecánica cuántica, los qubits pueden contener tanto 0 como 1 simultáneamente. En otras palabras, los qubits son similares a la electricidad, que puede estar encendida y apagada a la vez. El principio de superposición permite que los qubits realicen múltiples cálculos simultáneamente.

Además, cuando estos cúbits se entrelazan, el estado de uno afecta instantáneamente al estado del otro. Esto significa que las computadoras cuánticas pueden procesar información compleja a velocidades increíbles, a diferencia de la computación clásica.

La combinación de estas dos características otorga a las computadoras cuánticas el potencial para lograr hazañas imposibles para los dispositivos actuales. Mientras que las computadoras clásicas realizan tareas paso a paso y abordan los problemas de forma lineal, las computadoras cuánticas evalúan múltiples soluciones simultáneamente. Este proceso suele compararse con leer todos los libros de una biblioteca al mismo tiempo.

¿QUÉ CAPACIDAD TIENE HELIOS?

Construir y mantener una computadora cuántica es increíblemente difícil porque los cúbits son extremadamente sensibles a su entorno. Incluso un pequeño cambio de temperatura o vibración puede hacerles perder su estado cuántico.

El ruido cuántico es una fluctuación indeseable en los sistemas cuánticos causada por la incertidumbre y la aleatoriedad. Estas perturbaciones pueden afectar la precisión de las mediciones y aumentar las tasas de error en las computadoras cuánticas, lo que limita la exactitud de los cálculos.

Según Quantinuum, Helios alcanzó una precisión del 99,921 % en operaciones de dos qubits y del 99,9975 % en operaciones de un solo qubit. Este es el nivel de precisión más alto divulgado públicamente hasta la fecha.

Se afirmó que una supercomputadora clásica podría completar el cálculo realizado por Helios en aproximadamente 10 septillones de años.

“Para realizar los mismos cálculos utilizando el método clásico, habría que usar todas las estrellas del universo como fuentes de energía”, dijo Anthony Ransford, arquitecto jefe de Helios.

"En este momento, esta es la computadora cuántica más potente del planeta", dijo David Hayes, director de diseño y teoría computacional de Quantinuum, a Live Science .

"No voy a ser modesto en absoluto al respecto."

¿CÓMO SE UTILIZARON LOS CHIPS DE NVIDIA?

La infraestructura de control de Helios se construyó desde cero. El sistema cuenta con un motor de control que funciona como el «cerebro» de una computadora clásica. Este motor, impulsado por chips GPU de Nvidia, detecta errores en tiempo real y envía correcciones al procesador cuántico.

“Ahora el sistema piensa con la suficiente rapidez como para replanificar y resolver el problema sin que los qubits fallen”, afirma Hayes.

Junto con Helios, los ingenieros de Quantinuum también han desarrollado un nuevo lenguaje de programación basado en Python llamado “Guppy”, diseñado para ser totalmente compatible con futuros sistemas cuánticos “tolerantes a fallos”.

¿QUÉ SIGUE?

Quantinuum afirma que Helios es solo el comienzo. La compañía planea construir un segundo sistema Helios en sus instalaciones de Minnesota.

También tiene previsto lanzar su ordenador de cuarta generación, llamado "Sol", con 192 qubits en 2027, y su sistema "Apollo" con miles de qubits en 2029. Se espera que Apollo sea el primer ordenador cuántico totalmente tolerante a fallos.

“Helios es uno de los hitos más importantes en nuestra hoja de ruta hacia sistemas físicos más grandes”, dijo Jennifer Strabley, vicepresidenta de Quantinuum.

La nueva computadora cuántica de Quantinuum se ha ganado el título de "la computadora cuántica más potente del mundo" en la comunidad científica, al tiempo que refuerza las esperanzas de un futuro compartido entre las computadoras clásicas y los sistemas cuánticos.