¿El Q-Day de Bitcoin en el horizonte? Se espera que el nuevo IBM Quantum Chip alcance otro hito

IBM dio a conocer el miércoles los próximos pasos en su hoja de ruta para la computación cuántica práctica, presentando procesadores, software y métodos de fabricación mejorados que, según dijo, ayudarán a impulsar el campo hacia una ventaja cuántica probada para 2026 y hitos en el camino hacia la tolerancia a fallas para 2029.

Una “ventaja cuántica” se refiere al punto en el que una computadora cuántica realiza una tarea que ninguna computadora tradicional puede igualar. La tolerancia a fallos es la capacidad de una computadora cuántica de mantener estable su rendimiento ante errores. Si la hoja de ruta de IBM se mantiene, entonces el procesador Nighthawk de IBM marcaría un paso clave hacia una computadora cuántica comercialmente viable para finales de la década.

Si bien el anuncio de IBM acerca la computación cuántica un paso más al «Q-Day», los nuevos procesadores todavía están muy lejos de amenazar el cifrado que protege Bitcoin.

Romper la criptografía de curva elíptica de Bitcoin requeriría una computadora cuántica tolerante a fallas con aproximadamente 2.000 qubits lógicos, equivalente a decenas de millones de qubits físicos cuando se tiene en cuenta la corrección de errores. Quantum Nighthawk es una computadora cuántica de 120 qubits diseñada para mantener un error de procesador más complejo.

Sin embargo, el Q-Day se acerca. Se espera que los primeros sistemas Nighthawk lleguen a los clientes a finales de 2025, y se espera que las futuras iteraciones superen los 1.000 qubits conectados para 2028. El chip conecta cada qubit a través de 218 acopladores sintonizables, aproximadamente un 20% más que el diseño anterior de Heron de IBM en 2023. hasta 5.000 puertas de dos qubits.

Nighthawk es el siguiente hito en la hoja de ruta Starling de IBM, una serie de pasos anunciados en julio para entregar una computadora cuántica grande y tolerante a fallas (la IBM Quantum Starling) para 2029. Lograr el objetivo de producir una computadora cuántica escalable para uso industrial requiere avances significativos en la arquitectura modular y la corrección de errores, entre otras cosas, en la corrección avanzada de errores.

El anuncio de IBM sigue a una ola de renovada inversión en computación cuántica. En octubre, Google anunció que su procesador Willow había logrado una aceleración cuántica verificada, completando una simulación física más rápido que cualquier supercomputadora clásica conocida. Este resultado renovó los temores sobre la seguridad a largo plazo del cifrado de Bitcoin.

Para respaldar sus ambiciones cuánticas, IBM se ha asociado con Algorithmiq, el Instituto Flatiron y BlueQubit para lanzar el rastreador de ventajas cuánticas, una plataforma de código abierto para comparar resultados cuánticos y clásicos en experimentos.

IBM también anunció que está ampliando su software Qiskit para adaptarlo al nuevo hardware. La compañía dijo que los circuitos dinámicos en Qiskit mejoraron la precisión en un 24% en la escala de 100 qubit. La nueva interfaz C-API conecta Qiskit con sistemas clásicos de alto rendimiento para acelerar la mitigación de errores, reduciendo el costo de extraer resultados correctos, afirma IBM, en más de 100 veces.

Para 2027, IBM planea agregar bibliotecas computacionales para el aprendizaje automático y la optimización para ayudar a los investigadores a modelar sistemas físicos y químicos.

Construyendo hacia la tolerancia a fallos

IBM también anunció avances en su procesador experimental Quantum Loon, que según la compañía demuestra todos los componentes de hardware clave necesarios para la computación cuántica tolerante a fallas. La arquitectura del chip se basa en tecnologías ya probadas en otros sistemas de prueba, incluidos «acopladores c» de largo alcance que conectan qubits distantes y la capacidad de restablecer qubits entre operaciones.

La compañía informó una aceleración diez veces mayor en el rendimiento de decodificación de errores, logrando una corrección en tiempo real en menos de 480 nanosegundos utilizando códigos qLDPC, un hito que, según dicen, se produjo un año antes de lo previsto.

Para acelerar el desarrollo, IBM trasladó la producción de sus chips cuánticos a una línea de obleas de 300 milímetros en el complejo Albany NanoTech en Nueva York. Se dice que la transición duplicó la velocidad de la investigación, multiplicó por diez la complejidad del chip y permitió desarrollar e investigar múltiples diseños de procesadores en paralelo.

IBM dijo que las actualizaciones marcan un progreso continuo hacia sistemas cuánticos tolerantes y escalables y proporcionan la base para demostraciones de ventajas cuánticas verificadas por la comunidad en los próximos años.

«Creemos que IBM es la única empresa posicionada para inventar y escalar rápidamente software, hardware, fabricación y corrección de errores cuánticos para desbloquear aplicaciones transformadoras», dijo el director de investigación de IBM, Jay Gambetta, en un comunicado.