El primer ordenador cuántico de sobremesa: SpinQ Gemini

La empresa china SpinQ Technology acaba de anunciar el primer ordenador cuántico de sobremesa. Su nombre: SpinQ Gemini. Su precio: 50000 dólares. Este ordenador cuántico está basado en tecnología de resonancia magnética nuclear , la cuál usa el espín de los núcleos atómicos como qubits, y funciona a temperatura ambiente. Su peso es de 55 kg y tiene unas dimensiones de 70×40×80 cm³, más o menos el tamaño de una maleta grande

El procesador de un ordenador cuántico basado en resonancia magnética nuclear consiste en un vial que contiene una molécula en estado líquido. Por medio de campos magnéticos y pulsos de radio frecuencia se pueden controlar los espines nucleares de algunos de los átomos presentes en la molécula y utilizarlos para computar. En computación por medio de resonancia magnética nuclear se necesitan una cantidad enorme de moléculas idénticas para computar. Sin embargo, el hecho de que haya una cantidad tan grande de moléculas no significa que tengamos una cantidad igual de qubits, si no que tenemos muchas “copias” de los mismos qubits y el resultado de la computación es el promedio de todos esos qubits. Por ejemplo si uso una molécula en la que puedo definir tres qubits, el hecho de tener 10²² copias de esa molécula me sigue dando acceso solo a 3 qubits, y la señal que mido como resultado de mi computación es el promedio de esas 10²² copias.

En este caso, los qubits de SpinQ Gemini se encuentran dentro de un vial lleno de dimetilfosfito ((CH3O)2PH), del cuál se utilizan los núcleos de fósforo (31P) e hidrógeno(1H) como procesador de 2 qubits.

Molécula de dimetilfosfito

Además, el módulo de computación cuenta con imanes permanentes que generan un campo magnético de 1 T, un sistema para el control de temperatura y un sistema de generación de pulsos de radio-frecuencia. Todos estos elementos se controlan mediante el programa SPINQUASAR, alojado en un ordenador que se conecta mediante USB al módulo de computación.

Panel de control de SpinQGemini

SpinQ Gemini es capaz de implementar más de 10 algoritmo cuánticos, como el de algoritmo de Deutsch-Jozsa , el algoritmo de búsqueda no ordenada de Grover o el algoritmo cuántico para sistemas de ecuaciones lineales (HHL). Como ejemplo del buen funcionamiento de este sistema, el equipo nos muestra los resultados de aplicar Variational quantum eigensolver (VQE) para encontrar el estado fundamental del modelo de Heisemberg para dos qubits. Además comparan su resultado con el obtenido el procesador Yorktown de IBM (disponible en la nube y accesible mediante IBM quantum experience). Cómo se ve en la imagen, los resultados son idénticos.

Comparativa entre resultado de VQE de Spin Gemini e IBM Yorktown

SpinQ Technology, está preparando otro sistema con 3 qubits, que tendrá un precio similar, alrededor de los 50000 $, y espera poder lanzarlo entre Marzo y Julio de este año . Además, trabaja en una versión simplificada de SpinQGemini, con un precio alrededor de los 5000$.

El objetivo de este tipo de ordenadores cuánticos es educacional: entender cómo funciona la computación cuántica, aprender a controlar qubits o probar algoritmos cuánticos, ya que un sistema de 2 qubits es simulable en cualquier ordenador de sobremesa. Seguramente algunos colegios o universidades comprarán estos sistemas para ofrecer una mejor experiencia cuántica a sus estudiantes.

Procesador cuántico gratuito con funcionalidad similar a SpinQGemini

A a pesar de que SpinQGemini es el primer ordenador cuántico de sobremesa, ya existen en el mercado compañías que ofrecen experiencias virtualmente idénticas. Por ejemplo, IBM quantum experience ofrece procesadores de manera gratuita en los que podemos seleccionar y modificar los pulsos que enviamos a los qubits, por lo que al igual que en SpinQGemini podemos estudiar cómo afecta la elección de los pulsos al rendimiento de un algoritmo cuántico. Cómo contrapartida, al usar el producto de IBM puede que tengas que esperar para ejecutar tu algoritmo, ya que seguramente haya más personas ejecutando sus algoritmo o en cola para ello, o que no tengas acceso todos los detalles de tu sistema. ¿Merece la pena gastarse entre 50000 – 5000 $ para ahorrarse unas horas de espera o desconocer algún detalle de tu sistema? Eso ya es elección de cada uno.

Nos leemos en la próxima entrada.

Ordenador cuántico de sobremesa SpinQ Gemini

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