Intel planea un enfoque de computación cuántica para adelantarse a sus competidores
Intel plans quantum computing approach to outpace competitors
En la potencialmente revolucionaria nueva tecnología de la computación cuántica, la cantidad de qubits que una máquina utiliza para procesar datos no es el único factor que importa. Pero es un gran avance, e Intel cree que su estrategia, que consiste en mantenerse lo más cerca posible de las computadoras convencionales, dará sus frutos a largo plazo al permitir un gran número de qubits.
Según algunas mediciones, Intel se queda rezagado en el desarrollo de computadoras cuánticas en comparación con sus competidores. Espera superarlos con procesadores de computadoras cuánticas que eventualmente tendrán la capacidad suficiente para cumplir la promesa de las computadoras cuánticas en trabajos como el desarrollo de nuevos materiales para baterías o paneles solares, la fabricación más económica de fertilizantes, la optimización de inversiones financieras, el desarrollo de prendas impermeables de mejor calidad y la perspectiva algo más aterradora de romper el cifrado actual. Las computadoras cuánticas también muestran promesa para acelerar la inteligencia artificial.
La computación cuántica se basa en la física extraña de lo ultrapequeño. Las computadoras convencionales almacenan datos en bits que almacenan un cero o un uno, pero el elemento fundamental que las computadoras cuánticas utilizan para almacenar y manipular datos, el qubit, puede almacenar una combinación peculiar de cero y uno a través de un fenómeno llamado superposición. Y múltiples qubits pueden estar entrelazados, entrelazando su destino computacional de una manera que acelera drásticamente algunas tareas de computación.
Los qubits son criaturas inestables, fácilmente perturbadas por fuerzas externas que desvían los cálculos. Un enfoque para abordar esa situación es agrupar múltiples qubits físicos en un único qubit de corrección de errores más grande que no pierda el hilo tan rápido. Sin embargo, la corrección de errores significará que las computadoras cuánticas necesitarán aún más qubits.
“Tienes que llegar a millones de qubits, y tienes que llegar a millones de qubits de corrección de errores para llegar a cargas de trabajo de computación efectivas”, dijo el director de tecnología de Intel, Greg Lavender, en un discurso en la conferencia de Innovación de Intel el miércoles.
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Aún es demasiado pronto para declarar la victoria, pero el analista de CCS Insight, James Sanders, cree que el enfoque de Intel al menos muestra promesa. “La idea de que Intel intente aprovechar décadas de experiencia en fabricación para construir un qubit alrededor del silicio inevitablemente funcionará. No sé si será un líder en el mercado”, dijo.
El CEO de Intel, Pat Gelsinger, sostiene una oblea de 300 mm de procesadores cuánticos Tunnel Falls en el evento Innovation 2023 de la compañía.
Stephen Shankland/CNET
Calidad cuántica primero, escala después
Los competidores de Intel tienen máquinas con docenas de qubits, mucho más que los 12 alojados en el procesador cuántico Tunnel Falls de Intel que el director de Intel Labs, Rich Uhlig, mostró en Innovación. Se está trabajando en una secuela.
“Estamos trabajando en otro”, dijo Uhlig, pero se negó a compartir la cantidad de qubits. “No diré cuántos. Para nosotros, se trata menos de la cantidad y más de la calidad”, dijo.
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Una oblea de silicio de 300 mm con procesadores Tunnel Falls alberga un total de 24,000 qubits, pero ese número es algo académico hasta que Intel mejore la calidad de los qubits. Los factores de calidad incluyen mejorar la confiabilidad de las operaciones de los qubits, aumentar la conectividad entre los qubits dentro del procesador y, más adelante, abordar la corrección de errores, dijo.
Intel también está trabajando en una mejor tecnología para controlar los qubits utilizando su procesador Horse Ridge. Es complicado, ya que los procesadores cuánticos deben funcionar a temperaturas tan frías y generan calor residual.
La prueba de productos también es difícil, ya que lleva horas enfriar suficientemente el hardware para que la computación cuántica funcione. Por esa razón, Intel ha creado un dispositivo que puede probar miles de procesadores al mismo tiempo a temperaturas frías para acelerar el desarrollo de hardware.
Muchos tipos de qubits
Hay más o menos una forma de fabricar computadoras convencionales: circuitos de elementos de procesamiento de datos llamados transistores que se graban en obleas de cristal de silicio. En contraste, las empresas están explorando muchas formas muy diferentes de construir una computadora cuántica. Aún no está claro cuál prevalecerá o si se adoptarán múltiples enfoques.
La placa de circuito que alberga el procesador cuántico Tunnel Falls de Intel, el cuadrado en el centro del dispositivo, tiene aproximadamente el tamaño de la mano de un adulto.
Stephen Shankland/CNET
IBM, Google y la startup Rigetti Computing prefieren qubits superconductores, que son pequeños circuitos enfriados a una fracción de grado por encima del cero absoluto. IonQ y Quantinuum prefieren trampas de iones, que mueven átomos cargados eléctricamente para interacciones más lentas pero más confiables. Otros están trabajando con átomos eléctricamente neutros o partículas de luz llamadas fotones.
Después de explorar el enfoque de los qubits superconductores, también llamados qubits transmon, Intel eligió en cambio una técnica cercana a la fabricación convencional de microprocesadores, que ya es el pan de cada día de la empresa. Utiliza electrones alojados en chips de silicio, empleando una propiedad cuántica llamada spin para registrar el estado del qubit.
“Somos la única empresa que trabaja en qubits de silicio, utilizando el mismo proceso y materiales que ya estamos utilizando, ajustándolos un poco para crear qubits punteros”, dijo Gelsinger en un discurso el martes. “Si logramos que esto funcione, podremos hacerlo a gran escala”.
Estos qubits de spin podrían ser una opción para lograr el progreso en la computación cuántica que Sanders espera.
“Estoy convencido de que habrá algo que no sea un qubit transmon (superconductor) o una trampa de iones que supere la capacidad de la computación cuántica actual para el año 2030”, dijo.
