IBM anunció la disponibilidad de su procesador cuántico IBM Quantum Nighthawk r2 a través de IBM Quantum Platform, en un paso centrado en aumentar la cantidad de computación útil que puede ejecutarse durante una única sesión, en lugar de limitarse a aumentar el número de cúbits. El sistema incluye 120 cúbits programables, y IBM afirma que puede ejecutar más de 100.000 circuitos por segundo, es decir, hasta 25 veces la tasa de los procesadores Heron, de aproximadamente 4.000 circuitos por segundo.
La empresa atribuye esta mejora a una nueva arquitectura para reiniciar los cúbits de forma rápida e independiente. Según IBM, Nighthawk r2 también mostró resultados precisos en circuitos con más de 7.500 puertas, un logro que la empresa incluye entre los objetivos de su hoja de ruta para 2026.
Eliminar el cuello de botella entre circuitos
Un circuito cuántico necesita que los cúbits comiencen desde un estado conocido antes de la ejecución y que vuelvan al estado fundamental después de la medición y antes de ejecutar el circuito siguiente. En generaciones anteriores, incluida Heron, IBM se basaba en un reinicio condicional que medía el estado del cúbit y aplicaba un pulso para invertirlo si se encontraba en el estado |1⟩. Sin embargo, este método se ve afectado por la precisión de la medición y no trata los cúbits que se escapan del espacio computacional, lo que puede imponer un tiempo de espera de hasta cientos de microsegundos.
Nighthawk r2 sustituye este método por lo que IBM denomina dissipative reset gadget, mediante el cual cada cúbit programable se conecta a un entorno frío a través de un acoplador ajustable de alto rango dinámico. Al activar el acoplador, el tiempo de relajación efectivo T1 disminuye de una media de aproximadamente 200 microsegundos a unos 25 nanosegundos. La empresa afirma que el tiempo de inactividad entre la ejecución de circuitos puede reducirse a un microsegundo, manteniendo sin perturbaciones los cúbits adyacentes.
El beneficio resulta especialmente visible en cargas de trabajo repetitivas a gran escala. IBM señaló que las pruebas iniciales con circuitos candidatos a demostrar ventaja cuántica lograron una aceleración de hasta diez veces sin pérdida de precisión. Asimismo, según la empresa, el sistema permitió acelerar 12 veces la simulación de la dispersión de neutrones y producir espectros directamente comparables con los datos de laboratorio en aproximadamente 60 segundos.
Más componentes que el número declarado de cúbits
El procesador no está compuesto únicamente por cúbits programables. Además de 120 cúbits, Nighthawk r2 incluye 218 acopladores dedicados y 120 elementos independientes de reinicio, hasta alcanzar un total de 458 elementos cuánticos físicos. IBM describe este sistema como el procesador cuántico más complejo que ha producido hasta ahora, porque los elementos adicionales de soporte requieren capacidades de control y fabricación no menos importantes que los cúbits que el usuario programa directamente.
IBM afirma que el procesador mantiene la precisión de las puertas al nivel de Heron, al tiempo que reduce aproximadamente 25 veces el error de inicialización. El reinicio también se diseñó para ser seguro para los cúbits adyacentes, algo importante en la arquitectura de cuadrícula, en la que la mayoría de los cúbits están conectados a cuatro vecinos, frente a dos o tres en arquitecturas anteriores.
Importancia directa para la investigación sobre corrección de errores
El nuevo reinicio no funciona únicamente entre circuitos, sino también durante la ejecución del circuito. Esto lo hace adecuado para circuitos dinámicos que incluyen la medición de cúbits durante la ejecución, un mecanismo utilizado en numerosos protocolos para detectar y corregir errores y en flujos de trabajo que combinan computación cuántica y clásica.
IBM señala que la capacidad de reutilizar repetidamente los cúbits auxiliares favorece experimentos como las comprobaciones de espacio-tiempo, además de las investigaciones que trabajan con cúbits lógicos. Asimismo, investigadores utilizaron Nighthawk r2 en experimentos de muestreo de Clifford intercalado relacionados con demostraciones de computación cuántica fiable, y para estimar cantidades observables mediante la técnica Probabilistic Error Amplification en circuitos de más de 7.500 puertas.
¿Qué cambia en la práctica?
La mejora principal no reside aquí únicamente en la cifra de cúbits, sino en reducir el tiempo no productivo entre las operaciones de ejecución, manteniendo el nivel de calidad que IBM compara con el de los procesadores Heron. Esto podría proporcionar a los investigadores un mayor número de experimentos dentro de la misma asignación y reducir el tiempo que consume la reinicialización en cargas de trabajo repetitivas y circuitos dinámicos.
No obstante, las cifras de rendimiento y los resultados experimentales mencionados se basan en el propio anuncio de IBM, y la fuente no ofrece una comparación independiente ni detalles completos sobre las condiciones de medición y los límites de disponibilidad del sistema en la plataforma. Por ello, Nighthawk r2 representa un avance importante en el desarrollo del hardware cuántico, pero por sí solo no demuestra el acceso a una computación cuántica tolerante a fallos a escala práctica; más bien, proporciona una plataforma experimental más rápida para estudiar este camino.