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Un técnico mira a través de una puerta en uno de los laboratorios de fabricación de Intel. INTEL

Computación

Quantum Inside: Intel ya está fabricando un chip de 17 cúbits superconductores

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Aunque la compañía ha llegado tarde a la carrera por la supremacía cuántica, confía en que su experiencia en fabricación le ayude a superar a sus rivales. Google, por ejemplo, acaba de demostrar una prueba de concepto de nueve cúbits superconductores

  • por Will Knight | traducido por Maximiliano Corredor
  • 13 Octubre, 2017

Intel ha comenzado a fabricar chips para ordenadores cuánticos. Y aunque su nuevo hardware es demasiado débil como para que sirva de mucho, transmite un fuerte indicio de que la tecnología está acercándose a tener aplicación en el mundo real. El director de hardware cuántico de Intel, Jim Clarke, afirma: "Estamos llevando la computación cuántica desde el entorno académico hasta el de los semiconductores".

Mientras que los ordenadores normales almacenan y manipulan datos mediante representaciones binarias de unos y ceros, una computadora cuántica usa bits cuánticos o "cúbits", en los que aprovecha fenómenos cuánticos para representar datos en más de un estado a la vez. Esto permite computar la información de una manera fundamentalmente diferente, y realizar algunos cálculos paralelos en el mismo tiempo que llevaría realizar uno solo.

Durante mucho tiempo, la computación cuántica ha sido una curiosidad académica que todavía presenta enormes desafíos para manejar la información en estado cuántico de manera fiable. Sin embargo, la confianza en que la tecnología podría salir de los laboratorios de investigación en cuestión de años es cada vez mayor (ver 10 Tecnologías Emergentes 2017: Ordenadores cuánticos funcionales).

El chip cuántico de Intel utiliza cúbits superconductores. El enfoque se basa en un diseño de circuito eléctrico existente, pero utiliza un fenómeno electrónico fundamentalmente diferente que sólo funciona a temperaturas muy bajas. El chip, que puede manejar 17 cúbits, fue desarrollado durante el pasado año y medio por investigadores en un laboratorio en Oregón (EEUU) y está siendo fabricado en una instalación de Intel en Arizona (EEUU). No es la única empresa que está trabajando en este enfoque. El mes pasado, Google publicó una investigación en la que demostraba una prueba de concepto con nueve cúbits supercondutores.

El trabajo se realizó en colaboración con QuTech, una empresa holandesa surgida de la Universidad de Delft, especializada en computación cuántica. QuTech ha hecho progresos importantes en los últimos años hacia el desarrollo de cúbits más estables. Intel invirtió más de 40 millones de euros en QuTech en 2015.

Los investigadores de Intel adaptaron el diseño existente en la empresa del procesador "flip chip" de 300 nanómetros para soportar la delicadeza del procesamiento cuántico. Esto significa que los procesadores deben ser capaces de trabajar a temperaturas superbajas y deben ser impermeables a las interferencias de radiofrecuencia. Los cúbits sólo son estables en condiciones de frío extremo, por lo que los investigadores tuvieron que modificar los materiales, el diseño del circuito y las conexiones entre los diferentes componentes.

Intel no es la única empresa que trabaja para que la computación cuántica sea práctica. Google, IBM y Microsoft, entre otras, también están haciendo esfuerzos por desarrollar la primera máquina cuántica capaz de realizar un trabajo real.

Intel llega relativamente tarde al juego, pero la compañía confía en que su experiencia en fabricación la ayude a ponerse al día o incluso superar a sus rivales. Clarke dice que la empresa optó por centrarse en la computación cuántica en 2014, calculando que podría acelerar el progreso al utilizar los métodos de fabricación existentes. "Intel es el único agente que tiene tecnologías avanzadas de fabricación y envasado", dice (véase Intel apuesta por su dominio del silicio en la carrera por el primer ordenador cuántico).

A medida que aumentan las capacidades de los chips cuánticos, estos dispositivos deberían llegar a un punto de inflexión donde ciertos tipos de cálculos puedan hacerse mucho más rápido. Esto afectaría más inmediatamente a campos tales como la química y la ciencia de los materiales al permitir un modelado molecular inmensamente complejo. Pero las nuevas capacidades también podrían generar una serie de nuevas ideas.

Últimamente, ha surgido cierta esperanza de que la computación cuántica también podría acelerar el aprendizaje automático. Se han propuesto varios algoritmos nuevos para el "aprendizaje automático cuántico", pero todos ellos mantienen desafíos significativos.

El director de hardware emergente de Intel Labs, Jim Held, explica que la compañía está explorando estos algoritmos a la vez que investiga sobre el hardware. El responsable detalla: "Creemos que los algoritmos híbridos capaces de combinar lo mejor de las capacidades clásicas con las fortalezas de los ordenadores cuánticos generarán avances importantes".

El líder del proyecto de computación cuántica de Google, Hartmut Neven, afirmó que la compañía construirá un sistema de 49 cúbits el próximo año. En ese momento, la máquina sería capaz de realizar cálculos que no podrían ser simulados en un superordenador convencional, un hito denominado "supremacía cuántica".

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