No s’esperava que els ordinadors quàntics representessin una amenaça per a la seguretat de Bitcoin en cap moment. Però IBM ha llançat un projecte que podria agilitzar la línia de temps: el primer ordinador quàntic que tolera les falles del món, que va debutar el 2029.
Malgrat la seva capacitat de calcular en diverses direccions simultàniament, els ordinadors quàntics de generació actual tenen altes taxes d’error. Sense tolerància a les falles i la capacitat de detectar i corregir els errors a mesura que passen, els ordinadors quàntics no poden executar algoritmes complexos que caldrien per trencar les cadenes de blocs.
El sistema, anomenat IBM Quantum Starling, s’està dissenyant per executar 100 milions d’operacions quàntiques mitjançant 200 qubits corregits per errors. Estarà al centre de dades quàntiques d’IBM a Poughkeepsie, Nova York, i forma part del full de ruta de la companyia per a la computació quàntica escalable, que s’estén fins al 2033.
“Les revisions recents a aquest projecte de ruta projecten un camí cap a 2033 i més enllà, i fins ara, hem lliurat amb èxit cadascuna de les nostres fites”, va dir IBM en un comunicat. “A partir d’aquest èxit passat, ens sentim segurs en el nostre progrés continuat”.
L’enfocament d’IBM per a la tolerància a les falles es centra en la correcció d’errors. Els sistemes quàntics són altament sensibles al soroll i a la decoherència, pertorbacions ambientals que poden alterar els qubits gairebé immediatament. La solució de l’empresa utilitza codis de bicicleta bivariats, un tipus de codi de comprovació de paritat de baixa densitat quàntica (LDPC) que afirma que redueix el nombre de qubits físics necessaris fins a un 90% en comparació amb els mètodes anteriors.
Starling també comptarà amb un descodificador de correcció d’errors en temps real capaç d’executar-se en matrius de porta programable de camp (FPGAs) o circuits integrats específics de l’aplicació (ASIC), permetent una resposta immediata als errors abans que s’escalfin.
“Un gran esforç es dedica a la correcció i mitigació d’errors quàntics, i la connectivitat del nou processador és especialment prometedora per implementar codis de correcció d’errors quàntics de manera més eficient”, va dir a Rosa Di Felice el director tècnic de l’IBM Innovation Innovation Center de la USC, Rosa Di Felice, Desxifrar.
“Aquest nou processador podria ajudar a simplificar els càlculs complexos necessaris per comprendre com es comporten les molècules i els materials”, va dir Di Felice. “Això podria provocar avenços en zones com prevenir el rovell, millorar les reaccions químiques i dissenyar nous medicaments.”
Per entendre com IBM té previst assolir el seu objectiu, aquí teniu un cop d’ull al full de ruta d’informàtica quàntica actualitzada de l’empresa.
El full de ruta Starling
2025
- Llançament del processador IBM Nighthawk de 120 quilòmetres amb una capacitat de profunditat de circuit més gran.
- Les millores del programari Qiskit inclouen circuits dinàmics i integració amb entorns informàtics d’alt rendiment (HPC).
- Introducció de l’arquitectura de computació quàntica modular que tolera les falles.
- IBM Quantum Loon està dissenyat per provar els components de l’arquitectura del codi QLDPC, inclosos “C-Coplers” que connecten qubits a distàncies més llargues dins del mateix xip.
2026
- L’IBM s’adreça a les primeres demostracions d’avantatge quàntic.
- Expansió de les eines de mitigació d’errors i mapes d’utilitat per suportar les càrregues de treball quàntiques complexes abans de la tolerància completa de les falles.
- IBM Quantum Kookaburra, que s’espera que es publiqui el 2026, serà el primer processador modular d’IBM dissenyat per emmagatzemar i processar informació codificada. Combinarà la memòria quàntica amb les operacions lògiques: el bloc bàsic de construcció per escalar sistemes tolerants a les falles més enllà d’un sol xip.
2027
- Escala a 1.080 quilòmetres mitjançant acobladors de xip a xip.
- IBM Quantum Cockatoo, previst el 2027, entracarà dos mòduls de Kookaburra amb “couplers L”. Aquesta arquitectura vincularà els xips quàntics junts, com els nodes en un sistema més gran, evitant així la necessitat de crear xips poc pràcticament grans.
2028–2029
- Prototip d’un ordinador quàntic que tolera les falles (Starling) previst per al 2028, amb un desplegament complet dirigit al 2029.
Per què importa?
A principis d’aquesta setmana, el cofundador d’estratègia, Michael Saylor, va rebaixar l’amenaça dels ordinadors quàntics, anomenant-los un risc més gran per als bancs i els governs que per a Bitcoin.
“Piratejaran el vostre sistema bancari, el vostre compte de Google, el vostre compte de Microsoft i tots els altres actius que tingueu molt més aviat, perquè són un ordre de magnitud més feble”, va dir en aquell moment.
Els experts, com el professor David Bader, de l’Institut Tecnològic de Nova Jersey, consideren la tolerància a les falles com el fil conductor de la computació quàntica pràctica, i possiblement una amenaça per als sistemes criptogràfics actuals.
“La tolerància a les falles consisteix realment a fer que aquests ordinadors quàntics siguin menys fràgils i menys propensos a errors”, va dir. “Aquesta és una tecnologia clau necessària per escalar més enllà d’un bon grapat de qubits fins al que creiem que necessitarem aplicacions reals, que poden estar de l’ordre de desenes de milers a milions de qubits”.
Bader va reconèixer la por que una d’aquestes aplicacions pogués comprometre els algoritmes criptogràfics que asseguren criptocurrencies com Bitcoin, i va destacar la importància que els desenvolupadors de blockchain es dirigissin cap al xifratge resistent a la quàntica.
“Un potent ordinador quàntic capaç d’executar l’algoritme de Shor encara està a anys”, va dir. “Les cadenes de blocs no es trencaran de sobte el 2029, però val la pena mirar -ho.”
Editat per Andrew Hayward
