La empresa IonQ anuncia un ordenador cuántico basado en iones atrapados

La empresa IonQ anunció el 11 de diciembre de 2018 un ordenador cuántico basado en iones atrapados —la tecnología cuyo éxito podría darle el Premio Nobel al físico español Ignacio Cirac—. En concreto, usa 160 cúbits (iones), aunque solo se pueden aplicar puertas lógicas cuánticas unarias (single-qubit) en 79 cúbits (con error < 0.03%) y puertas lógicas cuánticas binarias (two-qubit) en 11 cúbits (con error < 1.0%). Por tanto, no han logrado un ordenador cuántico más poderoso que los de IBM, Google, Rigetti, etc., capaces de ejecutar puertas binarias en más de 11 cúbits. Por supuesto, muchos medios han afirmado a la ligera que si 79 es mayor que 72, entonces el ordenador de IonQ es más poderoso que el de Google. Lo siento, no es así.

La tecnología de iones atrapados de iterbio (Yb) controlados por haces láser que explota IonQ se desarrolló en las Universidades de Maryland y Duke, de las que proceden sus fundadores, los doctores Christopher Monroe y Jungsang Kim. La empresa IonQ se fundó en 2016 en College Park (Maryland) con un capital de dos millones de dólares; en 2017 lograron 20 millones de financiación; y en 2018 otros 20 más. La arquitectura de iones atrapados usada permite la implementación del algoritmo cuántico de Bernstein-Vazirani: que en una sola evaluación de la función booleana sobre n bits, f(x) = · x (mod 2), detemina la clave secreta s de n cúbits, cuando un ordenador clásico requiere n evaluaciones de la función en el peor caso). Para n = 10 el ordenador de IonQ ejecuta con éxito este algoritmo el 73% de las veces.

Se espera que en el año 2019 mejore mucho el rendimiento del ordenador de IonQ. Y quizás se publique algún artículo científico con los detalles de su funcionamiento. Mientras tanto solo disponemos del anuncio oficial en el congreso Quantum for Business en Mountain View, California. Que ha generado cierto eco en varios medios: Philip Ball, “Ion-based commercial quantum computer is a first,” Physics World, 17 Dec 2018; Ryan F. Mandelbaum, “This Could Be the Best Quantum Computer Yet,” Gizmodo, 14 Dec 2018; Brian Wang, “IonQ Has the Most Powerful Quantum Computers With 79 Trapped Ion Qubits and 160 Stored Qubits,” Next Big Future, 11 Dec 2018; “IonQ harnesses single-atom qubits to build the world’s most powerful quantum computer”, IonQ Press Release, 11 Dec 2018.

Los investigadores de la empresa han publicado varios artículos científicos, pero ninguno sobre su último ordenador cuántico. No sé si su consulta interesará a alguien: J. Zhang, G. Pagano, …, C. Monroe, “Observation of a many-body dynamical phase transition with a 53-qubit quantum simulator,” Nature 551: 601–604 (30 Nov 2017), doi: 10.1038/nature24654; C. Figgatt, D. Maslov, …, C. Monroe, “Complete 3-Qubit Grover search on a programmable quantum computer,” Nature Communications 8: 1918 (04 Dec 2017), doi: 10.1038/s41467-017-01904-7; Yunseong Nam, Neil J. Ross, …, Dmitri Maslov, “Automated optimization of large quantum circuits with continuous parameters,” npj Quantum Information 4: 23 (10 May 2018), doi: 10.1038/s41534-018-0072-4; Andrew M. Childs, Dmitri Maslov, …, Yuan Su, “Toward the first quantum simulation with quantum speedup,” PNAS 115: 9456-9461 (06 Sep 2018), doi: 10.1073/pnas.1801723115arXiv:1711.10980 [quant-ph]; Varun Ursekar, Joseph M. Silvester, …, Reinhold Blümel, “Prediction of exotic ion-crystal structures in a Paul trap,” The European Physical Journal D 72: 165 (Sep 2018), doi: 10.1140/epjd/e2018-80728-4; entre otros.

Esta fotografía fue publicada en Twitter por Guillaume Verdon‏ @quantumVerd durante la charla de Chris Monroe en la conferencia #Q2B2018.

Otra fotografía publicada en Twitter por Guillaume Verdon‏ @quantumVerd durante la conferencia #Q2B2018. Muestra una comparación de la eficiencia de las puertas lógicas cuánticas básicas entre los ordenadores IBMQ5, IBMQ14, IBMQ16, Rigetti y IonQ. Las puertas de IonQ (barra naranja) son las de mayor eficiencia (no podía ser de otra forma en una charla de Monroe).

Acabo con esta fotografía publicada en Twitter por Guillaume Verdon‏ @quantumVerd durante la conferencia #Q2B2018. Muestra el futuro potencial de los ordenadores de IonQ. Por supuesto, parece muy optimista (y tiene que serlo en una charla de Monroe).



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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 23 diciembre, 2018
Categoría(s): ✓ Ciencia • Computación cuántica • Física • Informática • Noticias • Physics • Science
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