La carrera para construir computadoras cuánticas cada vez más grandes se está calentando, con varias tecnologías compitiendo por un papel en los dispositivos del futuro. Cada plataforma potencial tiene fortalezas y debilidades, pero se ha hecho poco para comparar directamente el rendimiento de los primeros prototipos. Ahora, Los investigadores del JQI han realizado una prueba de referencia única en su tipo de dos pequeñas computadoras cuánticas construidas a partir de diferentes tecnologías.

El equipo, trabajando con JQI Fellow Christopher Monroe y dirigido por el investigador postdoctoral Norbert Linke, compararon su propia computadora cuántica a pequeña escala con un dispositivo construido por IBM. Ambas máquinas usan cinco qubits, las unidades fundamentales de información en una computadora cuántica, y ambas máquinas tienen tasas de error similares. Pero mientras que el dispositivo JQI se basa en cadenas de iones atómicos atrapados, IBM Q utiliza regiones acopladas de material superconductor.

Para hacer su comparación, el equipo de JQI ejecutó varios programas cuánticos en los dispositivos, cada uno de los cuales resolvió un problema simple usando una serie de puertas lógicas para manipular uno o dos qubits a la vez. Los investigadores accedieron al dispositivo de IBM mediante una interfaz en línea, lo que permite a cualquiera probar suerte en la programación de IBM Q.

Ambas computadoras tienen fortalezas y debilidades. Por ejemplo, la plataforma superconductora tiene puertas más rápidas y puede ser más fácil de producir en masa, pero sus qubits hechos por el hombre son todos ligeramente diferentes y tienen una vida útil más corta. Monroe dice que las puertas de iones más lentas podrían no ser un obstáculo importante, aunque. "Porque hay tiempo, "Dice Monroe." La vida útil de los qubit de iones atrapados es mucho más larga que la de cualquier otro tipo de qubit. Es más, los qubits de iones son idénticos, y se pueden replicar mejor sin errores ".

Cuando se pone a prueba, Los investigadores encontraron que el módulo de iones atrapados era más preciso para programas que involucraban muchos pares de qubits. Linke y Monroe atribuyen esto al simple hecho de que cada qubit en su dispositivo está conectado entre sí, lo que significa que una puerta lógica puede conectar cualquier par de qubits. IBM Q tiene menos de la mitad de las conexiones de su contraparte JQI, y para ejecutar algunos programas tuvo que mezclar información entre qubits, un paso que introdujo errores en el cálculo. Cuando este barajar no era necesario, las dos computadoras tuvieron un rendimiento similar. "A medida que construimos sistemas más grandes, la conectividad entre qubits será aún más importante, "Dice Monroe.

El nuevo estudio, que fue publicado recientemente en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , proporciona un punto de referencia importante para los investigadores que estudian la computación cuántica. Y estas comparaciones directas serán cada vez más importantes en el futuro. "Si quieres comprar una computadora cuántica, necesitará saber cuál es mejor para su aplicación, ", Dice Linke." Tendrás que probarlos de alguna manera, y esta es la primera de este tipo de comparación ".