Reducen las tasas de error cuántico con un gemelo digital impulsado por IA

Quantum Elements ha demostrado una nueva técnica para suprimir errores en qubits lógicos que logra la mayor fidelidad registrada hasta la fecha en qubits lógicos entrelazados en un ordenador cuántico superconductor.

La empresa asegura que ha desarrollado y validado este enfoque mediante su propia plataforma de gemelo digital cuántico impulsada por IA, capaz de simular no sólo cómo debería funcionar un circuito cuántico, sino también cómo se comporta realmente sobre hardware físico, incluyendo el ruido. El artículo revisado por pares fue publicado en Nature Communications a finales de febrero.

La nueva técnica se denomina logical dynamical decoupling (desacoplamiento dinámico lógico) y consiste en desplazar los qubits entre distintos estados, según explica Izhar Medalsy, cofundador y CEO de Quantum Elements.

“Combinamos esto con detección de errores, y así demostramos que se pueden crear qubits con una fidelidad del 95%, muy por encima de lo que se puede lograr solo con código, que era del 43%”, afirma Arian Vezvaee, científico de investigación cuántica de la compañía.

El desacoplamiento dinámico lógico no es un método independiente, añade Vezvaee. “Es realmente un enfoque complementario. Cuando se combinan, el resultado es mejor que cada parte por separado”.

Por su parte, Bob Sutor, fundador y CEO de Sutor Group Intelligence and Advisory, explica que un qubit puede compararse con un balón de baloncesto girando. Con el tiempo, ese giro puede desviarse en una dirección concreta. Si se invierte el balón, continuará desviándose, pero en sentido contrario, corrigiendo el error inicial.

“Es bastante ingenioso”, señala Sutor, quien añade que “se trata de un pequeño pulso de microondas que corrige algunos errores”.

Este especialista sostiene que el artículo de Quantum Elements aborda específicamente la corrección de errores cuánticos en el procesador superconductor de 127 qubits de IBM. No obstante, estas técnicas podrían generalizarse a otros tipos de ordenadores cuánticos, según Sutor.

Cualquier mejora en la corrección de errores acerca la computación cuántica práctica. También lo hace el otro aspecto clave del anuncio: que la técnica se ha desarrollado utilizando el simulador cuántico tipo gemelo digital impulsado por IA de la compañía, denominado Constellation.

La mayoría de los simuladores cuánticos permiten probar aplicaciones en entornos ideales. Sin embargo, los ordenadores cuánticos reales presentan ruido y errores. El simulador de Quantum Elements modeliza ese ruido, permitiendo ensayos en condiciones cercanas a la realidad.

Existen otras plataformas de simulación, como Qiskit Aer de IBM y el H-Series Emulator de Quantinuum.

Según Medalsy, los simuladores de IBM y Quantinuum utilizan modelos simplificados que no reproducen todo el ruido. “El gemelo digital de Quantum Elements está orientado a simulaciones fieles al hardware a escala experimental. Está diseñado para preservar toda la firma de ruido, tanto coherente como incoherente”, admite.

Además, el simulador puede escalar hasta sistemas relevantes experimentalmente de unos 100 qubits, mientras que otras plataformas se limitan a entre 20 y 30 qubits.

La tercera gran plataforma de simulación cuántica es Cuda-Q de Nvidia, que también dispone de simulación con ruido. Google lo utilizó en 2024 para simular la física de su procesador cuántico con 40 qubits, aunque requirió el uso del superordenador Nvidia Eos y 1.024 GPUs Nvidia H100.

De forma similar, a finales de 2025, un equipo de investigación del Jülich Supercomputing Center logró simular 50 qubits, pero sólo con la ayuda de un superordenador a escala exa.

La plataforma Constellation de Quantum Elements fue lanzada el pasado octubre, y la compañía ha anunciado alianzas con IBM, Amazon, Rigetti y Quantum Machines, así como con socios académicos como USC y UCLA.

Medalsy asegura que la nueva técnica de corrección de errores estará disponible el próximo mes.

“Acabamos de mantener una conversación con una empresa que está desarrollando una nueva arquitectura para sus qubits superconductores. Les estamos ayudando a virtualizar esta técnica y proporcionándoles herramientas de optimización para reducir el ruido y aumentar la fidelidad”, explica.

La nueva técnica de corrección de errores de Quantum Elements y su plataforma de gemelo digital impulsada por IA pueden beneficiar tanto a empresas que diseñan chips cuánticos como a físicos que investigan esta tecnología y a informáticos que trabajan en códigos de corrección de errores, concluye Sutor.

Con múltiples proveedores estableciendo nuevos récords en corrección de errores, el calendario hacia la computación cuántica práctica se ha acortado, según un informe reciente de la firma de análisis Forrester. La utilidad cuántica podría ser viable en los próximos cinco años, predice la consultora.

(computerworld.es)

Seguiremos brindándote más información sobre este tema en las siguientes presentaciones físicas y digitales de Channel News Perú

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