Crean el primer chip CMOS para BIOS cuántica


La placa de control con el nuevo chip.

La placa de control con el nuevo chip.
Foto: Universidad de Sidney

Científicos de la Universidad de Sidney en colaboración con Microsoft han dado un paso importante en lograr hacer de la computación cuántica una alternativa comercial viable. Lo que han creado es básicamente un chip CMOS cuántico que puede albergar la BIOS de una computadora cuántica.

Para liberar todo su potencial, las computadoras cuánticas necesitan manejar gran cantidad de información, pero los modelos actuales tienen una serie de limitaciones físicas que reducen su operatividad. El diseñador del chip, un profesor llamado David Reilly, lo explica así:

Para alcanzar su potencial, las computadoras cuánticas necesitan operar miles, por no decir millones, de qubits. Sin embargo, la computadora cuántica más potente del mundo opera con alrededor de 50 qubits. Esta pequeña escala se debe a límites físicos en la arquitectura que controla los qubits. Nuestro chip tiene una capacidad de miles de qubits.

Las limitaciones a las que se refiere Reilly son fundamentalmente dos. La primera es la temperatura. Para mantener el estado cuántico de las partículas que operan dentro de la computadora es necesario mantener unas temperaturas bajísimas que, de hecho, son muy cercanas al cero absoluto. La temperatura a la que operan ronda los -273,05 grados Celsius (el cero absoluto son -273,15). Es unas 40 veces más frío que el vacío del espacio. El chip que han creado no es una excepción. Lo bueno es que puede ser refrigerado a esas temperaturas usando diluyentes criogénicos comercialmente disponibles, no complejos equipos de laboratorio.

El chip, montado y listo dentro de un tanque criogénico.

El chip, montado y listo dentro de un tanque criogénico.
Foto: Universidad de Sidney

El segundo problema son los cables. Las computadoras cuánticas necesitan gestionar y transferir muchísima información porque trabajan con tres estados cuánticos. Eso se traduce en una cantidad ingente de cables que no solo es un fastidio a la hora de construir la computadora, sino que a nivel de arquitectura crea un enorme cuello de botella que lastra su capacidad. El nuevo chip tiene un diseño que usa dos únicos cables de entrada y salida, lo que mejora increíblemente su eficiencia.

Reilly compara el estado actual de la computación cuántica al de la computación convencional en los años 40, cuando el primer ordenador del INAC ocupaba un espacio enorme y apenas era capaz de cálculos rudimentarios. Medio siglo después llevamos los sucesores de aquella máquina en el bolsillo. Los retos de la computación cuántica son más complicados desde el punto de vista de la física, pero es una cuestión de tiempo que los solucionemos. [Universidad de Sidney y Nature Electronics vía IFL Science]



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