La tecnológica canadiense Xanadu reporta en Nature el desarrollo del primer prototipo de computadora cuántica fotónica escalable, en red y modular del mundo.
El dispositivo consta de cuatro bastidores de servidores modulares e independientes que están interconectados fotónicamente y conectados en red entre sí. Esta máquina de 12 qubits, conocida como Aurora, consta de 35 chips fotónicos y un total de 13 km de fibra óptica, todos ellos funcionando a temperatura ambiente.
Con este avance, Aurora podría, en principio, ampliarse a miles de racks de servidores y millones de qubits en la actualidad, logrando así el objetivo final de un centro de datos cuántico. Según un comunicado de Xanadu, este avance "marca un hito fundamental hacia la realización de la computación cuántica a escala de servicios públicos".
"Los dos grandes desafíos que aún enfrenta la industria son la mejora del rendimiento de la computadora cuántica (corrección de errores y tolerancia a fallas) y la escalabilidad (redes). Xanadu ahora ha resuelto la escalabilidad", dice Christian Weedbrook, fundador y CEO de Xanadu. "La fotónica es realmente la mejor y más natural forma de calcular y de conectar en red. Ahora podríamos, en principio, ampliarlo a miles de racks de servidores y millones de qúbits, pero primero nos centraremos en el rendimiento reduciendo las pérdidas y siendo tolerantes a fallos".
Aurora combina el trabajo previo logrado en Xanadu. Las tecnologías centrales de los sistemas anteriores X8 y Borealis, ambos publicados en Nature, se aprovechan e integran en Aurora, lo que demuestra la eficacia de un enfoque modular dedicado. Esta unión de componentes modulares demuestra que están presentes los ingredientes principales para una computadora cuántica fotónica universal con corrección de errores. Además, la arquitectura de Xanadu y el uso de estados qubit robustos muestran que los procesos computacionales cuánticos clave, como las operaciones de puertas cuánticas, la corrección de errores en tiempo real y la decodificación, son posibles dentro de las estrictas limitaciones establecidas por las velocidades de reloj cuántico y el control de hardware clásico, según la empresa.
Asimismo, el nuevo dispositivo "proporciona un camino realista para ampliar el alcance en órdenes de magnitud, guiado por una conexión en red sencilla de un número indefinido de módulos, que son necesarios para implementaciones a gran escala". El uso de chips disponibles comercialmente fabricados mediante técnicas de fabricación maduras y requisitos de enfriamiento significativamente menores hacen de Aurora una opción atractiva para el futuro de la computación cuántica, subraya Xanadu.
El equipo se ha propuesto ahora abordar el próximo gran obstáculo hacia la computación cuántica tolerante a fallos: la pérdida óptica. Los resultados publicados de Aurora cuantificaron tolerancias precisas de pérdida óptica dentro de la arquitectura fotónica completada e identificaron que el mayor impacto se encontrará en la optimización del diseño y la fabricación de chips.
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