La computadora cuántica tolerante a fallos de IBM llegará antes de 2029 y la clave es el chip Nighthawk

Durante su Quantum Developer Conference, IBM presentó una hoja de ruta para construir una computadora cuántica tolerante a fallos antes de 2030. Entre sus innovaciones destaca Quantum Nighthawk, un nuevo chip cuántico con arquitectura renovada que la compañía diseñó para escalarse en los próximos años.

Nighthawk representa el procesador cuántico más avanzado de IBM, aunque no el más robusto que han creado. Integra 120 cúbits enlazados, mientras que Heron, el chip que IBM utilizó en 2024, cuenta con 133 cúbits, y Condor, lanzado en 2023, conectó 1,121 cúbits. A pesar de tener menos cúbits, Nighthawk permite ejecutar circuitos hasta un tercio más complejos, utilizando menos recursos y manteniendo la misma ventana de tiempo para investigación. IBM atribuye esta eficiencia a su arquitectura.

La firma conectó los 120 cúbits de Nighthawk mediante una red cuadrada (Square Lattice), en lugar de la distribución hexagonal que probó con Heron. Esta configuración mejora la comunicación entre cúbits vecinos, reduce la distancia media entre ellos y disminuye el riesgo de decoherencia. En conjunto, el nuevo chip incrementa la densidad de conexión y simplifica la compilación de programas.

“Al final del día, Nighthawk ofrece mayor capacidad para ejecutar programas que Heron. Optamos por menos cúbits con mayor conectividad porque eso nos permite ejecutar más puertas lógicas. Así es más fácil alcanzar la ventaja cuántica”, explicó Alexandre Pfeifer, líder de IBM Quantum para Latinoamérica, en entrevista con WIRED en Español.

En computación cuántica, una puerta lógica representa la instrucción mínima que puede ejecutar la máquina, siempre que haya un cúbit disponible para operar. Esa ventana de disponibilidad suele durar menos de un segundo. Cuantas más puertas lógicas pueda ejecutar el chip en ese breve lapso, mayor será la complejidad del programa. IBM espera que Nighthawk alcance 7,500 puertas para finales de 2026 y 10,000 para 2027.

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Quantum Starling podrá ejecutar 100 millones de operaciones utilizando 200 cúbits lógicos, lo que permitirá reducir costos en campos como el desarrollo de medicamentos y la investigación de nuevos materiales.

Por qué lo de hoy son chips pequeños con menos cúbits

La escalabilidad sigue siendo uno de los principales desafíos del campo. La mayoría de las compañías han concluido que construir computadoras gigantes con miles de cúbits resulta insostenible, ya que pierden su utilidad práctica. IBM comparte esa visión y planea conectar varios chips Nighthawk entre sí para aumentar la potencia sin fabricar hardware inoperable.

“El enfoque de IBM es modular. Vamos a conectar varios chips en lugar de hacerlos más grandes. Ya llegamos a uno de 1,121 cúbits, pero decidimos que resulta más práctico fabricar chips más pequeños y de mejor calidad”, afirmó Pfeifer.

Además, la computadora cuántica de hoy enfrenta un problema persistente: su vulnerabilidad a fallos, debido a la fragilidad inherente de los cúbits. Por ejemplo, un cúbit puede perder coherencia a mitad de un cálculo o arrojar errores de lectura.