Un equipo de la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), en colaboración con investigadores de Copenhague, Gotemburgo y Chalmers University, ha desarrollado un método que puede medir en tiempo real las fluctuaciones de la tasa de relajación (T1) en qubits superconductores, el parámetro que determina cuánto tiempo conserva un qubit su información antes de perderla. El estudio se publica en Physical Review X (DOI: 10.1103/gk1b-stl3).
La relajación es uno de los mayores obstáculos de la computación cuántica: los qubits pierden su estado cuántico de forma espontánea e impredecible, y esas fluctuaciones ocurren en fracciones de segundo. Hasta ahora, los científicos no podían observarlas en tiempo real. Los métodos existentes eran demasiado lentos: para cuando medías T1, ya había cambiado. El nuevo método, llamado «real-time adaptive tracking», es más de 100 veces más rápido que las técnicas anteriores. Usa un esquema adaptativo que ajusta las mediciones sobre la marcha en función de lo que va observando, en lugar de repetir un protocolo fijo. Esto permite detectar cambios rápidos en el tiempo de relajación mientras el qubit está operando.
El equipo probó la técnica en qubits superconductores fabricados por Chalmers University. Fabrizio Berritta, primer autor, junto a Jacob Benestad, Jan Krzywda y otros investigadores, demostraron que pueden rastrear cómo T1 fluctúa segundo a segundo, algo que antes era invisible. Esto importa porque si no sabes que tu qubit está perdiendo datos más rápido de lo normal, no puedes corregirlo. Es como conducir con un velocímetro roto: sabes que te mueves pero no cuánto.
Mi valoración: la computación cuántica tiene un problema que no es solo de ingeniería sino de observabilidad. Puedes construir qubits cada vez mejores (99,99% de fidelidad en los chips atómicos de silicio de SQC), pero si no puedes ver en tiempo real cuándo y cómo están fallando, no puedes adaptar las correcciones de errores dinámicamente. Este trabajo del NTNU ataca ese punto ciego. Es complementario a avances como la reducción de errores 100x mediante tolerancia algorítmica y las nuevas implementaciones del código de superficie de Google. El futuro de la computación cuántica no depende solo de hacer qubits mejores; depende de poder ver qué están haciendo en cada instante.
Preguntas frecuentes
¿Qué problema resuelve? Los qubits pierden datos de forma impredecible. Hasta ahora no se podía medir en tiempo real cuándo y cómo ocurría esa pérdida. Este método es 100x más rápido que los anteriores. ¿Qué es T1? El tiempo de relajación de un qubit: cuánto tarda en perder espontáneamente su estado cuántico. Fluctúa de forma impredecible. ¿Dónde se publica? Physical Review X, una de las revistas de mayor impacto en física.