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Investigadores de Tecnun publican un modelo matemático que puede reducir los errores en los ordenadores cuánticos

Compañías como Airbus y Volkswagen ya utilizan tecnologías cuánticas para resolver problemas que la informática tradicional no puede afrontar


FotoHugo López Sarasa/Josu Etxezarreta, Pedro Crespo y Patricio Fuentes, investigadores de la Escuela de Ingeniería

23 | 07 | 2021

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En cuestión de segundos los ordenadores cuánticos realizan ciertas tareas que un PC doméstico tardaría millones de años en solucionar y que son útiles para fabricar nuevos medicamentos, encriptar las claves bancarias que protegen los accesos de los usuarios a sus fondos o incluso calcular rutas que mejoran el flujo del tráfico. Son herramientas especializadas que ya utilizan algunas compañías, como Airbus o Volkswagen, y gobiernos para resolver problemas que los métodos informáticos tradicionales no podrían afrontar de manera eficiente.

Sin embargo, la información cuántica es propensa a sufrir errores que hacen que las computaciones realizadas actualmente no sean del todo fiables. Los investigadores del departamento de Ingeniería Biomédica y Ciencias (IBC) de Tecnun-Escuela de Ingeniería de la Universidad de Navarra, Josu Etxezarreta, Patricio Fuentes y Pedro Crespo, acaban de publicar un artículo en la revista científica Nature npj Quantum Information, cuyo objetivo es disminuir la tasa de error en los futuros ordenadores cuánticos y obtener resultados exactos. “Los algoritmos que desarrollamos actúan como métodos de corrección y son capaces de detectar y corregir esos fallos que corrompen la información.

Los códigos correctores de errores cuánticos serán una pieza fundamental en el desarrollo de los futuros ordenadores basados en un gran número de qubits - que son las unidades de información cuántica-. En este sentido, nuestros métodos permitirán diseñar ordenadores cuánticos cuyas operaciones sean fiables y útiles para las compañías”, destaca Josu Etxezarreta, autor principal del artículo.

En concreto, el catedrático Pedro Crespo, profesor de Tecnun y director del grupo Principios Matemáticos de la Información y Comunicaciones del departamento IBC, explica que los modelos matemáticos que proponen son más exactos y permiten modelizar la naturaleza del “ruido cuántico” de estos ordenadores. Estos modelos permitirán el diseño códigos de corrección de errores efectivos a la hora de mantener la información cuántica “limpia”. Se han basado en la tecnología de qubits que emplean IBM y Google.  “Vimos que los parámetros que describen cómo interactúan los qubits con su entorno no son constantes en el tiempo, y a partir de ello propusimos un modelo matemático que incluyese esas variaciones temporales”, detalla Etxezarreta.

Cabe destacar la colaboración de Javier García-Frías, profesor de la Universidad de Delaware y también autor del artículo, así como de Jonas Bylander, investigador de la Universidad de Chalmers. 

Un referente a nivel internacional que se dedica al desarrollo de algoritmos cuánticos es Multiverse Computing; ubicada en Donostia-San Sebastián, tiene como finalidad minimizar el riesgo y maximizar las ganancias de las carteras de inversión de sus clientes. “Nuestro grupo se mantiene en contacto con esta start-up y tenemos planes de colaborar en un futuro próximo en proyectos de investigación”, concluye Patricio Fuentes.

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