Toshiba Corporation ha realizado un anuncio que podría marcar un hito en el ámbito de la computación cuántica. En colaboración con el prestigioso instituto de investigación japonés RIKEN, la compañía ha desarrollado un acoplador de doble transmon que mejora notablemente el desempeño de los ordenadores cuánticos superconductores. Este dispositivo ha permitido alcanzar una fidelidad de puerta de dos qubits del 99,90 %, estableciendo así un estándar de clase mundial que incrementa la precisión de las operaciones cuánticas.
La fidelidad, un elemento crucial en la computación cuántica, es la medida de qué tan próxima es una operación a su ideal. Los valores más elevados reflejan una mayor precisión, lo que augura importantes avances en aplicaciones prácticas como la neutralidad de carbono y el descubrimiento de nuevos fármacos, gracias a la optimización de la eficiencia y escalabilidad de los sistemas cuánticos.
El acoplador de doble transmon ha sido diseñado como un dispositivo ajustable que conecta dos qubits superconductores, facilitando operaciones de puerta cuántica rápidas y precisas. Durante las pruebas experimentales, Toshiba y RIKEN lograron minimizar el acoplamiento residual a solo 6 kHz y conseguir un tiempo de operación de puerta de 48 nanosegundos, un progreso sustancial que contribuye a reducir los errores y mantener la estabilidad de los estados cuánticos.
Los qubits empleados en esta tecnología son transmones de frecuencia fija, reconocidos por su simplicidad estructural y estabilidad, lo cual facilita su manufactura y viabilidad para producciones a gran escala. Este avance aborda desafíos clave en la computación cuántica, como la necesidad de prolongar los tiempos de coherencia y suprimir acoplamientos residuales. Los qubits alcanzaron tiempos de coherencia T1 de hasta 230 μs y T2 de 360 μs, evidenciando una estabilidad sostenida. Además, el método permite ajustes en el flujo magnético externo para controlar la fuerza del acoplamiento entre qubits, optimizando así la eficiencia operativa. Durante 12 horas de pruebas continuas, la fidelidad de las puertas de dos qubits se mantuvo en un promedio del 99,90 %, posicionándose entre los resultados más destacados a nivel mundial.
Esta innovación ha sido divulgada en la prestigiosa revista Physical Review X y es parte del proyecto Q-LEAP del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología de Japón. Los objetivos a corto plazo de Toshiba y RIKEN incluyen incrementar la fidelidad de las puertas cuánticas al 99,99 % y desarrollar tecnologías escalables para sistemas cuánticos de gran envergadura. La implementación de estos sistemas es crucial para abordar problemas complejos que la computación clásica no puede resolver, consolidando de esta manera la posición de Japón como líder en investigación cuántica.
En síntesis, el desarrollo del acoplador de doble transmon enfatiza el potencial transformador de los ordenadores cuánticos superconductores en sectores estratégicos, desde la sostenibilidad energética hasta la medicina personalizada. Toshiba y sus colaboradores avanzan en el diseño de tecnologías que no solo prometen revolucionar las ciencias, sino también redefinir la manera en que enfrentamos los desafíos globales más exigentes.
