Explore Google Quantum AI Lab: Descubra la mecánica de la computación cuántica

Hoy, el equipo cuántico de IA de Google introdujo Willow, un chip de computación cuántica innovadora que no solo corrige los errores a un ritmo sin precedentes, sino que también realiza ciertos cálculos más rápido que las supercomputadoras tradicionales. Este marca un momento crucial en nuestra búsqueda para desarrollar una computadora cuántica confiable que empuje los límites del conocimiento humano para el bien mayor. La computación cuántica representa un salto revolucionario hacia adelante, aprovechando los principios de la mecánica cuántica, el mismo lenguaje del universo, para trascender las limitaciones de la informática clásica.

Únase a nosotros en un viaje al Laboratorio de AI de Google Quantum, donde exploraremos cómo funciona la computación cuántica y profundizaremos en seis conceptos cuánticos esenciales.

Computación cuántica: por qué todo lo demás es "informática clásica"

Quantum Computing ofrece un nuevo paradigma en la computación. La mayoría de nosotros estamos acostumbrados a la computación clásica, que se basa en dígitos binarios, o "bits", que existen como 1s o 0s. Estos bits son la base de todo, desde calculadoras simples hasta grandes centros de datos, impulsando la revolución digital de los últimos 50 años. En contraste, la computación cuántica emplea bits cuánticos, o "qubits", que operan bajo un conjunto de reglas completamente diferente.

QUBITS: los bloques de construcción de la computación cuántica

Los qubits funcionan dentro del ámbito de la física cuántica, donde no están restringidos a solo 1 o 0s. En cambio, pueden existir en una superposición de ambos estados simultáneamente. Esta capacidad de representar múltiples estados a la vez, combinados con enredos, donde los qubits se pueden vincular para crear combinaciones complejas, proporciona computadoras cuánticas con inmensa potencia computacional. Por ejemplo, dos qubits enredados pueden representar 00, 01, 10 y 11 al mismo tiempo. Esta capacidad única permite a las computadoras cuánticas abordar algunos de los problemas más desafiantes de manera mucho más eficiente que sus contrapartes clásicas.

Fabricación: cómo el equipo de AI Quantum Craft Quited Chips

A diferencia de la industria bien establecida detrás de los chips de computación clásica, la computación cuántica todavía está en su infancia. En Google, fabricamos nuestros qubits internos utilizando circuitos integrados superconductores. Al modelar innovativamente metales superconductores, creamos circuitos con capacitancia e inductancia, incorporando elementos no lineales especiales conocidos como Josephson Junctions. A través de una meticulosa selección de materiales y ajuste fino de los procesos de fabricación, producimos qubits de alta calidad que pueden controlarse e integrarse en dispositivos sofisticados.

Ruido: edificio de embalaje para proteger las computadoras cuánticas de las perturbaciones

Las computadoras cuánticas son increíblemente sensibles, capaces de resolver problemas fuera del alcance de las computadoras clásicas, sin embargo, son fácilmente interrumpidas por el "ruido", interferencia de fuentes como ondas de radio, campos electromagnéticos e incluso rayos cósmicos. Para mantener la integridad de los procesos cuánticos, nuestro equipo construye envases especializados. Al igual que un estudio insonorizado para artistas de grabación, este empaque conecta los qubits con el mundo exterior al tiempo que minimiza las perturbaciones externas. Esto requiere una intrincada ingeniería mecánica y electromagnética, junto con una cuidadosa consideración de los materiales y la colocación precisa de los circuitos.

Cableado: creación de vías para controlar una computadora cuántica

El control de una computadora cuántica implica navegar variaciones de temperatura extremas. Utilizamos señales de microondas para administrar los qubits, transmitiéndolos a través de cables cuidadosamente seleccionados que abarcan desde la temperatura ambiente hasta el cero casi absoluto. Estos cables son elegidos por su capacidad para entregar señales de manera eficiente y precisa. Además, la incorporación de filtros a lo largo del cableado ayuda a proteger los qubits del ruido externo, asegurando que su rendimiento permanezca sin compromisos.

Nevera de dilución: uno de los lugares más fríos del universo

Los qubits superconductoras requieren temperaturas más frías que el espacio exterior para funcionar de manera efectiva. Logramos estas condiciones ultra frías utilizando un dispositivo llamado refrigerador de dilución. Al albergar nuestros qubits dentro de este refrigerador, los metales superconductores ingresan a un estado de resistencia cero, permitiendo que la electricidad fluya sin pérdida de energía y minimizando el ruido térmico. Este entorno frígido permite que nuestros qubits mantengan sus propiedades cuánticas y ejecuten cálculos cuánticos complejos.

Willow representa un avance significativo en los esfuerzos de nuestro equipo cuántico de IA para desbloquear todo el potencial de la computación cuántica. Ahora que ha vislumbrado nuestro trabajo de laboratorio, explore nuestra hoja de ruta de computación cuántica para descubrir cómo planeamos hacer la transición de la tecnología cuántica del laboratorio a aplicaciones prácticas.