El hardware cuántico está dejando atrás la prueba de concepto, pero los cuellos de botella en la ingeniería significan que los sistemas prácticos a gran escala siguen estando a décadas de distancia.

Resumen

Seis plataformas cuánticas líderes están avanzando desde demostraciones en laboratorio hasta sistemas integrados tempranos, haciendo eco de la era inicial del transistor en la computación clásica.
Escalar a millones de qubits requiere avances en materiales, fabricación, cableado, criogenia y control automatizado para dominar las tasas de error.
Los investigadores esperan una trayectoria de décadas, con la preparación variando según el caso de uso en computación, redes, sensoría y simulación.

La tecnología cuántica ha entrado en una etapa pivotal de desarrollo, similar a la era temprana de los transistores, según un análisis conjunto de investigadores de varias instituciones.

Científicos de la Universidad de Chicago, MIT, Stanford, la Universidad de Innsbruck y la Universidad de Tecnología de Delft evaluaron seis plataformas principales de hardware cuántico en el estudio, incluyendo qubits superconductores, iones atrapados, átomos neutros, defectos de espín, puntos cuánticos semiconductores y qubits fotónicos.

La tecnología cuántica está dejando el laboratorio

La revisión documentó el progreso desde experimentos de prueba de concepto hasta sistemas en etapa inicial con aplicaciones potenciales en computación, comunicación, sensoría y simulación, según los investigadores.

Aplicaciones a gran escala, como simulaciones complejas de química cuántica, requieren millones de qubits físicos y tasas de error mucho más allá de las capacidades actuales, afirmaron los científicos en el análisis.

Los desafíos clave de ingeniería incluyen ciencia de materiales, fabricación para dispositivos de producción masiva, cableado y entrega de señales, gestión de temperatura y control automatizado del sistema, según el informe.

Los investigadores establecieron paralelismos con el problema de “tiranía de los números” de los años 60 enfrentado en la computación temprana, señalando la necesidad de estrategias de ingeniería coordinadas y diseño a nivel de sistema.

Los niveles de preparación tecnológica varían entre plataformas, con qubits superconductores mostrando la mayor preparación para la computación, átomos neutros para simulación, qubits fotónicos para redes y defectos de espín para sensoría, encontró el análisis.

Los niveles actuales de preparación indican demostraciones en etapa temprana a nivel de sistema, en lugar de tecnología completamente madura, afirmaron los investigadores. Es probable que el progreso refleje la trayectoria histórica de la electrónica clásica, requiriendo décadas de innovación incremental y conocimiento científico compartido antes de que sistemas prácticos a escala de utilidad sean factibles, según el estudio.

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