IBM dio a conocer un progreso fundamental en su camino hacia la entrega de la ventaja cuántica para fines de 2026 y la computación cuántica tolerante a fallas para 2029.
«Hay muchos pilares para llevar la computación cuántica verdaderamente útil al mundo», dijo Jay Gambetta, Director de IBM Research y miembro de IBM. «Creemos que IBM es la única compañía que está posicionada para inventar y escalar rápidamente el software cuántico, el hardware, la fabricación y la corrección de errores para desbloquear aplicaciones transformadoras. Estamos encantados de anunciar hoy muchos de estos hitos».
Ventaja de IBM Quantum Computers Built to Scale
IBM está presentando IBM Quantum Nighthawk, su procesador cuántico más avanzado hasta el momento y diseñado con una arquitectura para complementar el software cuántico de alto rendimiento para ofrecer una ventaja cuántica el próximo año: el punto en el que una computadora cuántica puede resolver un problema mejor que todos los métodos clásicos.
Se espera que IBM Nighthawk se entregue a los usuarios de IBM a fines de 2025 y ofrecerá:
- 120 qubits vinculados entre sí con 218 acopladores sintonizables de próxima generación a sus cuatro vecinos más cercanos en una red cuadrada, un aumento de más del 20 por ciento más de acopladores en comparación con IBM Quantum Heron.
- Esta mayor conectividad de qubits permitirá a los usuarios ejecutar con precisión circuitos con un 30 por ciento más de complejidad que en el procesador anterior de IBM, manteniendo bajas tasas de error.
- Esta arquitectura permitirá a los usuarios explorar problemas más exigentes desde el punto de vista computacional que requieren hasta 5.000 puertas de dos qubits, las operaciones fundamentales de entrelazamiento críticas para la computación cuántica.
IBM espera que las futuras iteraciones de Nighthawk entreguen hasta 7.500 puertas para fines de 2026 y luego hasta 10.000 puertas en 2027. Para 2028, los sistemas basados en Nighthawk podrían admitir hasta 15,000 puertas de dos qubits habilitadas por 1,000 o más qubits conectados extendidos a través de acopladores de largo alcance demostrados por primera vez en procesadores experimentales de IBM el año pasado.
IBM anticipa que los primeros casos de ventaja cuántica verificada serán confirmados por la comunidad en general a fines de 2026. Para fomentar su validación rigurosa e impulsar los mejores enfoques cuánticos y clásicos, IBM, Algorithmiq, investigadores del Instituto Flatiron y BlueQubit están contribuyendo con nuevos resultados a un rastreador de ventaja cuántica abierto y dirigido por la comunidad para monitorear y verificar sistemáticamente las demostraciones emergentes de ventaja.
Hoy en día, el rastreador comunitario admite tres experimentos para obtener una ventaja cuántica en la estimación observable, problemas variacionales y problemas con la verificación clásica eficiente. IBM anima a la comunidad a contribuir al rastreador y empujar un ida y vuelta con los mejores métodos clásicos.
«Estoy orgulloso de que nuestro equipo en Algorithmiq esté liderando uno de los tres proyectos en el nuevo rastreador de ventaja cuántica. El modelo que diseñamos explora regímenes tan complejos que desafía todos los métodos clásicos de vanguardia probados hasta ahora», dijo Sabrina Maniscalco, directora ejecutiva y cofundadora de Algorithmiq. «Estamos viendo resultados experimentales prometedores, y las simulaciones independientes de investigadores del Instituto Flatiron validan su dureza clásica. Estos son solo los primeros pasos: la ventaja cuántica llevará tiempo verificarla y el rastreador permitirá que todos sigan ese viaje».
«BlueQubit se enorgullece de apoyar los esfuerzos de IBM para rastrear las afirmaciones de ventaja cuántica y los algoritmos a medida que las computadoras cuánticas están entrando en un régimen más allá de lo clásico», dijo Hayk Tepanyan, CTO y cofundador de BlueQubit. «A través de nuestros circuitos de pico de solución alternativa, estamos entusiasmados de ayudar a formalizar instancias en las que las computadoras cuánticas están comenzando a superar a las computadoras clásicas en órdenes de magnitud».
Para buscar una ventaja cuántica verificada en hardware cuántico innovador, los desarrolladores deben poder controlar altamente sus circuitos y usar computadoras clásicas (HPC) de alto rendimiento para mitigar los errores que surgen en la computación.
Qiskit es la pila de software cuántico de mejor rendimiento del mundo, desarrollada por IBM. Ahora brinda a los desarrolladores más control que nunca al escalar las capacidades de circuitos dinámicos que ofrecen un aumento del 24 por ciento en la precisión a escala de 100+ qubits. IBM también está ampliando Qiskit con un nuevo modelo de ejecución que permite un control de grano fino y una C-API, desbloqueando capacidades de mitigación de errores aceleradas por HPC que disminuyen el costo de extraer resultados precisos en más de 100 veces.
A medida que las computadoras cuánticas maduran, la comunidad cuántica global se está expandiendo a HPC y comunidades científicas. IBM está entregando una interfaz C++ a Qiskit, impulsada por una C-API, para permitir a los usuarios programar cuánticamente de forma nativa en entornos HPC existentes. IBM continúa liderando el camino en capacidades avanzadas de ejecución de circuitos, incluidos circuitos dinámicos y un mayor control sobre la ejecución de circuitos para la mitigación de errores.
Para 2027, IBM planea extender Qiskit con bibliotecas computacionales en áreas como el aprendizaje automático y la optimización para resolver mejor los desafíos físicos y químicos fundamentales, como las ecuaciones diferenciales y las simulaciones hamiltonianas.
IBM ofrece bloques de construcción hacia la computación cuántica tolerante a fallos
En un camino paralelo, IBM está logrando rápidamente hitos hacia la construcción de la primera computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallas del mundo para 2029.
La compañía anuncia IBM Quantum Loon, su procesador experimental que, por primera vez, muestra que IBM ha demostrado todos los componentes clave del procesador necesarios para la computación cuántica tolerante a fallas. IBM Loon validará una nueva arquitectura para implementar y escalar los componentes necesarios para una corrección de errores cuántica práctica y de alta eficiencia. IBM ya ha demostrado las características innovadoras que se incorporarán a Loon, incluida la introducción de múltiples capas de enrutamiento de alta calidad y baja pérdida para proporcionar rutas para conexiones más largas en el chip (o «acopladores c») que van más allá de los acopladores del vecino más cercano y vinculan físicamente qubits distantes en el mismo chip, así como tecnologías para restablecer qubits entre cálculos.
Cumpliendo con otro pilar clave de la computación cuántica tolerante a fallas, IBM ha demostrado que es posible utilizar hardware informático clásico para decodificar con precisión errores en tiempo real (menos de 480 nanosegundos) utilizando códigos qLDPC. Esta hazaña de ingeniería se ha logrado un año antes de lo previsto. Junto con Loon, esto demuestra las piedras angulares necesarias para escalar los códigos qLDPC en qubits superconductores de alta velocidad y alta fidelidad que forman el núcleo de las computadoras cuánticas de IBM.
IBM escala la fabricación a instalaciones de 300 mm para acelerar el desarrollo de obleas cuánticas
A medida que IBM escala sus computadoras cuánticas, anuncia que la fabricación principal de sus obleas de procesador cuántico se está llevando a cabo en una instalación avanzada de fabricación de obleas de 300 mm en el Complejo NanoTech de Albany en Nueva York.
Las herramientas de semiconductores de última generación y las capacidades siempre activas dentro de esta instalación ya han acelerado la velocidad a la que IBM puede aprender, mejorar y expandir las capacidades de sus procesadores cuánticos; permitiendo a la empresa aumentar su conectividad, densidad y rendimiento de qubits. Hasta la fecha, IBM ha podido:
- Duplique la velocidad de sus esfuerzos de investigación y desarrollo reduciendo al menos a la mitad el tiempo necesario para construir cada nuevo procesador;
- Lograr un aumento de diez veces en la complejidad física de sus chips cuánticos; y
- Permita investigar y explorar múltiples diseños en paralelo.
