{"id":12782,"date":"2023-07-10T16:28:58","date_gmt":"2023-07-10T15:28:58","guid":{"rendered":"https:\/\/telecomkh.info\/?p=12782"},"modified":"2023-07-10T16:28:58","modified_gmt":"2023-07-10T15:28:58","slug":"fujitsu-y-la-universidad-de-osaka-desarrollan-una-nueva-arquitectura-de-computacion-cuantica-que-acelera-el-avance-hacia-la-aplicacion-practica-de-los-ordenadores-cuanticos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/telecomkh.info\/?p=12782","title":{"rendered":"Fujitsu y la Universidad de Osaka desarrollan una nueva arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica que acelera el avance hacia la aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica de los ordenadores cu\u00e1nticos"},"content":{"rendered":"

La nueva arquitectura representa un hito significativo hacia la construcci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico con 10.000 qubits f\u00edsicos y 64 qubits l\u00f3gicos, acelerando el progreso hacia la realizaci\u00f3n de una aut\u00e9ntica computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallos<\/strong><\/p>\n

Fujitsu y el Centro de Informaci\u00f3n Cu\u00e1ntica y Biolog\u00eda Cu\u00e1ntica (QIQB) de la Universidad de Osaka han revelado el desarrollo de una nueva arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica de rotaci\u00f3n anal\u00f3gica altamente eficiente, que representa un hito significativo hacia la realizaci\u00f3n de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica pr\u00e1ctica. La nueva arquitectura reduce en un 90% el n\u00famero de qubits f\u00edsicos necesarios para la correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores -un requisito previo para la realizaci\u00f3n de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallos-, pasando de 1 mill\u00f3n a 10.000 qubits. Este avance permitir\u00e1 a los investigadores embarcarse en la construcci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico con 10.000 qubits f\u00edsicos y 64 qubits l\u00f3gicos, lo que corresponde a un rendimiento inform\u00e1tico aproximadamente 100.000 veces superior al rendimiento m\u00e1ximo de los ordenadores convencionales de alto rendimiento.
\nEn el futuro, Fujitsu y la Universidad de Osaka seguir\u00e1n perfeccionando esta nueva arquitectura para liderar el desarrollo de ordenadores cu\u00e1nticos en la primera era del FTQC, con el objetivo de aplicar la inform\u00e1tica cu\u00e1ntica a una amplia gama de cuestiones pr\u00e1cticas de la sociedad, como el desarrollo de materiales y las finanzas.<\/p>\n

Correcci\u00f3n de errores para una inform\u00e1tica tolerante a fallos: hacer realidad la cu\u00e1ntica pr\u00e1ctica<\/strong>
\nSe espera que los ordenadores cu\u00e1nticos Gate-based revolucionen la investigaci\u00f3n en una amplia gama de campos, entre ellos la qu\u00edmica cu\u00e1ntica y los sistemas financieros complejos, ya que ofrecer\u00e1n un rendimiento de c\u00e1lculo significativamente superior al de los ordenadores cl\u00e1sicos actuales.
\nLos qubits l\u00f3gicos, que constan de m\u00faltiples qubits f\u00edsicos, desempe\u00f1an un papel clave en la tecnolog\u00eda de correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores y, en \u00faltima instancia, en la realizaci\u00f3n de ordenadores cu\u00e1nticos pr\u00e1cticos capaces de ofrecer resultados tolerantes a fallos.
\nDentro de las arquitecturas de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica convencionales, los c\u00e1lculos se realizan utilizando una combinaci\u00f3n de cuatro puertas cu\u00e1nticas universales con correcci\u00f3n de errores (puerta CNOT, H, S y T). Dentro de estas arquitecturas, especialmente la correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores para las puertas T requiere un gran n\u00famero de qubits f\u00edsicos, y la rotaci\u00f3n del vector de estado en el c\u00e1lculo cu\u00e1ntico requiere operaciones l\u00f3gicas repetidas de la puerta T durante aproximadamente cincuenta veces de media. As\u00ed pues, se estima que la realizaci\u00f3n de un aut\u00e9ntico ordenador cu\u00e1ntico tolerante a fallos requiere m\u00e1s de un mill\u00f3n de qubits f\u00edsicos en total.
\nPor este motivo, los ordenadores cu\u00e1nticos de la primera era del FTQC que utilizan una arquitectura convencional para la correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores s\u00f3lo pueden realizar c\u00e1lculos a una escala muy limitada, inferior a la de los ordenadores cl\u00e1sicos, ya que trabajan con un m\u00e1ximo de unos 10.000 qubits f\u00edsicos, un n\u00famero muy inferior al necesario para una aut\u00e9ntica computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallos.
\nPara resolver estos problemas, Fujitsu y la Universidad de Osaka han desarrollado una nueva arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica de rotaci\u00f3n anal\u00f3gica altamente eficiente, capaz de reducir significativamente el n\u00famero de qubits f\u00edsicos necesarios para la correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores, y permitir que incluso los ordenadores cu\u00e1nticos con 10.000 qubits f\u00edsicos funcionen mejor que los ordenadores cl\u00e1sicos actuales, acelerando el progreso hacia la realizaci\u00f3n de una computaci\u00f3n cu\u00e1ntica genuina y tolerante a fallos.
\nFujitsu y la Universidad de Osaka han estado promoviendo la I+D conjunta en tecnolog\u00eda de correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores, incluyendo nuevas arquitecturas de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica para la era temprana de la FTQC en la \u00abFujitsu Quantum Computing Joint Research Division\u00bb, un esfuerzo de investigaci\u00f3n colaborativo del QIQB, establecido el 1 de octubre de 2021 en el campus de la Universidad de Osaka como parte del programa \u00abFujitsu Small Research Laboratory\u00bb de Fujitsu.<\/p>\n

Sobre la nueva arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/strong>
\nAl redefinir el conjunto de compuertas cu\u00e1nticas universales, Fujitsu y la Universidad de Osaka han conseguido implementar una compuerta de rotaci\u00f3n de fase, una primicia mundial que permite una rotaci\u00f3n de fase altamente eficiente, un proceso que anteriormente requer\u00eda un elevado n\u00famero de qubits f\u00edsicos y operaciones de compuerta cu\u00e1ntica.
\nA diferencia de las arquitecturas convencionales, que requer\u00edan repetidas operaciones l\u00f3gicas de compuerta en T utilizando un gran n\u00famero de qubits f\u00edsicos, el funcionamiento de la compuerta dentro de la nueva arquitectura se realiza mediante rotaci\u00f3n de fase directa a cualquier \u00e1ngulo especificado.
\nDe este modo, las dos partes han conseguido reducir el n\u00famero de qubits necesarios para la correcci\u00f3n cu\u00e1ntica de errores a aproximadamente el 10% de las tecnolog\u00edas existentes, y el n\u00famero de operaciones de puerta necesarias para la rotaci\u00f3n arbitraria a aproximadamente el 5% de las arquitecturas convencionales. Adem\u00e1s, Fujitsu y la Universidad de Osaka suprimieron la probabilidad de error cu\u00e1ntico en los qubits f\u00edsicos hasta aproximadamente el 13%, consiguiendo as\u00ed c\u00e1lculos de gran precisi\u00f3n.
\nLa arquitectura inform\u00e1tica reci\u00e9n desarrollada sienta las bases para la construcci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico con 10.000 qubits f\u00edsicos y 64 qubits l\u00f3gicos, lo que corresponde a un rendimiento inform\u00e1tico aproximadamente 100.000 veces superior al rendimiento m\u00e1ximo de los ordenadores convencionales de alto rendimiento.<\/p>\n

Agradecimientos<\/strong>
\nLa investigaci\u00f3n y el desarrollo de la nueva arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica han contado con el apoyo de los siguientes programas: Agencia de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Jap\u00f3n (JST), Programa sobre la plataforma de innovaci\u00f3n abierta para la cocreaci\u00f3n entre la industria y el mundo acad\u00e9mico (COI-NEXT), \u00abCentro de investigaci\u00f3n de software cu\u00e1ntico\u00bb (JPMJPF2014); Objetivo 6 de JST Moonshot \u00abRealizaci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico universal tolerante a fallos que revolucionar\u00e1 la econom\u00eda, la industria y la seguridad para 2050\u00bb, proyecto de I+D \u00abInvestigaci\u00f3n y desarrollo de teor\u00eda y software para ordenadores cu\u00e1nticos tolerantes a fallos\u00bb (JPMJMS2061); MEXT Quantum Leap Flagship Program (MEXT Q-LEAP) \u00abDesarrollo de software cu\u00e1ntico mediante el dise\u00f1o de sistemas cu\u00e1nticos inteligentes y sus aplicaciones\u00bb (JPMXS0120319794) y \u00abDesarrollo de aplicaciones de software cu\u00e1ntico mediante el simulador cl\u00e1sico r\u00e1pido de ordenadores cu\u00e1nticos\u00bb (JPMXS0118067394).<\/p>\n

Arriba, en la figura, imagen de la arquitectura de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica desarrollada recientemente<\/em><\/span><\/p>\n

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La nueva arquitectura representa un hito significativo hacia la construcci\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico con 10.000 qubits f\u00edsicos y 64 qubits l\u00f3gicos, acelerando el progreso hacia la realizaci\u00f3n de una aut\u00e9ntica computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tolerante a fallos Fujitsu y el Centro de Informaci\u00f3n Cu\u00e1ntica y Biolog\u00eda Cu\u00e1ntica (QIQB) de la Universidad de Osaka han revelado el … <\/p>\n

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