Un equipo de investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) ha presentado Zuchongzhi-3, una computadora cuántica superconductora de 105 quits que procesa los cálculos a velocidades 1015 veces más rápido que la supercomputadora más potente de hoy y un millón de veces más rápido que los últimos resultados de Google.
El USTC de China presenta Zuchongzhi-3: un salto en la velocidad de computación cuántica
Zuchongzhi-3 representa un gran salto hacia adelante hacia la supremacía cuántica. La máquina utiliza 105 qubits y 182 acopladores, demostrando órdenes de magnitud de potencia computacional más allá Resultados anteriores de Google. El estudio, escrito por Jianwei Pan, Xiaobo Zhu, Chengzhi Peng y otros, se publicó como un artículo de portada en Cartas de revisión física.
La supremacía cuántica se define como la capacidad de una computadora cuántica para realizar tareas más allá de las habilidades de las computadoras clásicas. En 2019, el procesador Sycamore de 53 quits de Google completó una tarea de muestreo específica en 200 segundos, una tarea que requerirá 10,000 años en la supercomputadora más rápida de ese tiempo.
Sin embargo, en 2023, los investigadores de USTC mostraron algoritmos clásicos avanzados que lograron la misma tarea en solo 14 segundos utilizando más de 1,400 GPU A100. Ahora, con la memoria mejorada de la supercomputadora fronteriza, esta tarea se puede realizar en solo 1.6 segundos, desafiando las afirmaciones anteriores de supremacía cuántica de Google.
Especificaciones técnicas
Sobre la base de la anterior Zuchongzhi-2 de 66 quits, Zuchongzhi-3 mejora significativamente las métricas de rendimiento. Las características clave incluyen un tiempo de coherencia de 72 microsegundos, fidelidad de la puerta de un solo qubit de 99.90%, fidelidad de puerta de dos quits de 99.62%y fidelidad de lectura del 99.13%. Estas mejoras permiten la ejecución de operaciones y cálculos más complejos.
El equipo realizó una tarea de muestreo de circuito aleatorio de 83 quits y 32 capas, logrando una velocidad computacional que supera la supercomputadora más potente actual por 15 órdenes de magnitud. Además, Zuchongzhi-3 superó a los últimos resultados de computación cuántica de Google en seis órdenes de magnitud, estableciendo un nuevo punto de referencia en sistemas cuánticos superconductores.
Después de estos avances, los investigadores de USTC se centran en la corrección de errores cuánticos, el enredo cuántico, la simulación cuántica y la química cuántica. Han implementado una arquitectura qubit de cuadrícula 2D para mejorar la interconectividad de qubit y las tasas de transferencia de datos. Actualmente, están integrando el código de superficie para la corrección de errores cuánticos, comenzando con un código de superficie de distancia 7, y planean extender esto a distancias de 9 y 11.
La investigación ha obtenido una aclamación significativa. Un revisor lo describió como una evaluación comparativa de una nueva computadora cuántica superconductora con un rendimiento de última generación y señaló la actualización sustancial del anterior Zuchongzhi-2 de 66 quits.
Los colaboradores incluyeron el Centro de Investigación de las Ciencias Quantos de Shanghai, el Laboratorio Key de Información y Criptografía cuántica de Henan, el Instituto Nacional de Metrología de China, el Instituto Jinan de Tecnología cuántica, la Escuela de Microelectrónica de la Universidad Xidian e Instituto de Física Teórica bajo la Academia China de Ciencias.
Crédito de la imagen destacada: USTC
