IBM presentó un sistema criogénico modular que puede alcanzar temperaturas de 10 milikelvins. La tecnología busca conectar cientos de chips cuánticos y avanzar hacia una computadora tolerante a fallos en 2029.
Los nuevos módulos permiten interconectar procesadores cuánticos y mantenerlos a temperaturas cercanas al cero absoluto. La compañía planea implementar esta arquitectura desde 2027 como parte del desarrollo de su sistema Starling.
IBM presentó un sistema criogénico modular que puede alcanzar temperaturas de 10 milikelvins
Cómo funcionan las nuevas “heladeras cuánticas” de IBM
El nuevo sistema de IBM está compuesto por módulos criogénicos de unos 2,4 metros de alto y 2,4 metros de ancho. Cada unidad tiene una capacidad interna cercana a los 0,25 metros cúbicos.
Estos equipos pueden alcanzar temperaturas de hasta 10 milikelvins, equivalentes a unos -273,14 °C. Según IBM, se trata de una temperatura más de 180 veces inferior a la del espacio profundo.
El frío extremo resulta necesario para que funcionen correctamente las unidades de procesamiento cuántico (QPU) superconductoras. El diseño modular permite ampliar el sistema de manera progresiva, sin tener que construir una única estructura criogénica de enormes dimensiones.
Por qué IBM necesita temperaturas tan bajas para la computación cuántica
Los computadores cuánticos superconductores utilizan circuitos para realizar operaciones y trabajan con componentes llamados qubits. Estos elementos son más propensos a los errores que los componentes de las computadoras convencionales.
Para aprovechar las propiedades cuánticas de los materiales superconductores, los investigadores deben reducir al mínimo las interferencias producidas por el calor y otros estímulos.
Por qué IBM necesita temperaturas tan bajas para la computación cuántica
IBM utiliza compresores criogénicos de helio y sistemas comerciales de refrigeración por dilución. Además, los módulos cuentan con protección térmica mediante cámaras selladas al vacío, juntas contra interferencias electromagnéticas y aislantes térmicos multicapa.
Según la compañía, los módulos necesitan más de cuatro días para llegar a unos 4 kelvins. Poco después alcanzan las temperaturas inferiores a 15 milikelvins necesarias para el funcionamiento de los procesadores.
El sistema que permite conectar distintos chips cuánticos
Uno de los principales avances de la arquitectura es la posibilidad de conectar módulos criogénicos independientes. IBM utilizó para esto unos cables superconductores denominados L-couplers, de aproximadamente un metro de longitud.
El sistema que permite conectar distintos chips cuánticos
Oliver Dial, vicepresidente de operaciones cuánticas de IBM, explicó que estos componentes permiten realizar entre distintos módulos una función similar a la de los acopladores utilizados dentro de un mismo chip.
La interconexión busca solucionar uno de los problemas de infraestructura que enfrenta la computación cuántica. A medida que aumentan las operaciones, se necesitan más chips y espacio para alojarlos.
Busca solucionar uno de los problemas de infraestructura que enfrenta la computación cuántica
Con módulos separados, los ingenieros pueden trabajar sobre unidades específicas sin tener que intervenir sobre una única estructura gigantesca. Esto también reduce la necesidad de romper el aislamiento térmico de todo el sistema ante una actualización o una falla.
IBM apunta a 100 millones de operaciones cuánticas para 2029
IBM tiene previsto implementar su nueva arquitectura criogénica en 2027. Los primeros sistemas utilizarán entre dos y tres módulos y tendrán alrededor de 1.000 qubits en total.
El objetivo es alcanzar 100 millones de operaciones cuánticas en una única sesión para 2029, con la llegada de la computadora cuántica Starling.
