El gato de Schrödinger, extasiado: Alice y Bob logran un qubit que no falla durante una hora

La startup francesa Alice & Bob logró una gran victoria en la estabilidad de los llamados cubits felinos — elementos cuánticos basados en superposiciones de estados coherentes, que recuerdan al experimento mental del gato de Schrödinger. A los investigadores les fue posible prolongar la vida de ese cubit sin error de inversión a más de una hora. Antes, el récord de la compañía era de 430 segundos, es decir, alrededor de siete minutos, y se registró en 2024 en el chip Boson 4.

Los errores siguen siendo el principal problema para la computación cuántica. Los más críticos son dos tipos: error de inversión y error de fase. El primero está relacionado con el cambio espontáneo del estado del cubit, el segundo con el desplazamiento de la fase relativa. Ambos tipos conducen a la destrucción de los cálculos. Si se logra eliminar casi por completo al menos uno de ellos, la construcción de sistemas escalables y tolerantes a fallos se vuelve considerablemente más sencilla.

El nuevo resultado se obtuvo en la arquitectura Galvanic Cat, que subyace en el chip Helium 2 con doce cubits felinos. El equipo de Alice & Bob subraya que el progreso se logró gracias a varios factores a la vez: algoritmos de control mejorados, nuevas metodologías experimentales y mejoras de ingeniería en el diseño. Como resultado, el tiempo sin error de inversión superó incluso los intervalos característicos de exposición a rayos cósmicos, que se consideran una de las fuentes raras pero destructivas de fallos.

Con un número medio de fotones de 11, la vida útil del cubit fue de 33 a 60 minutos con un nivel de confianza del 95 por ciento. Además, los investigadores demostraron que el cubit felino puede ejecutar la puerta cuántica Z en solo 26,5 nanosegundos con una precisión del 94,2 por ciento. Este indicador juega un papel clave en la construcción de esquemas de corrección de errores, ya que la fiabilidad de cada operación determina la idoneidad de la plataforma para su aplicación práctica.

El impacto de este resultado va mucho más allá del experimento. Si los errores de inversión están prácticamente eliminados, la cantidad de cubits físicos necesarios para construir un sistema grande se reduce drásticamente. Según los cálculos de Alice & Bob, el ahorro puede alcanzar alrededor de 200 veces. Esto acerca directamente a la compañía a su objetivo estratégico: crear para 2030 un ordenador cuántico con cien cubits lógicos. En la hoja de ruta se indicó que para ello se requiere al menos 13 minutos de estabilidad al operar puertas de dos cubits. El nuevo logro supera este umbral por un amplio margen.

Para comparar, los cubits superconductores estándar, utilizados por otras compañías, mantienen la resistencia al error de inversión no más de 25 milisegundos. Resulta que los indicadores de Alice & Bob superan a los de los competidores por más de un millón de veces. Ese salto abre el camino al uso práctico de sistemas cuánticos en problemas de ciencia de materiales, criptografía y simulación.

El siguiente paso de la compañía es comprobar el funcionamiento de los cubits felinos en condiciones de operaciones de dos cubits. Sin esto, es imposible construir ordenadores cuánticos funcionales y tolerantes a fallos capaces de resolver problemas aplicados.