Mediciones y reinicios ayudan a contener el caos en un circuito cuántico

Una computadora cuántica no solo debe ejecutar operaciones: también tiene que convivir con una información especialmente frágil. Un pequeño ruido del entorno o una perturbación puede alterar el estado de sus qubits, las unidades con las que estas máquinas codifican información. Un experimento reciente probó una forma de intervenir durante el cálculo para que ese desorden no se propague sin control.

El equipo trabajó con un procesador superconductivo de IBM de hasta 100 qubits. Construyó circuitos que primero mezclaban la información de manera parecida a una dinámica caótica y luego, en momentos determinados, medían algunos qubits y aplicaban reinicios condicionados por el resultado. La lógica es comparable a comprobar repetidamente una parte de un sistema delicado y ajustarla antes de que una desviación se extienda al resto.

En física cuántica, medir no es una observación neutra: modifica el sistema. Los investigadores aprovecharon justamente ese efecto. Las operaciones del circuito tendían a dispersar la información, mientras que las mediciones y la realimentación —usar el resultado de una medición para decidir el siguiente paso— trataban de orientarla hacia un estado definido. Al variar el equilibrio entre ambas acciones, observaron un cambio colectivo entre un régimen dominado por la dinámica cuántica y otro más controlado, con rasgos más clásicos.

El resultado importa porque las máquinas cuánticas útiles necesitarán intervenir activamente frente a los errores, no solo fabricar qubits en mayor cantidad. El estudio logró aplicar cerca de 5.000 puertas que entrelazan qubits y unas 5.000 operaciones intermedias de medición o reinicio. Esa escala permitió seguir una transición que hasta ahora se había estudiado sobre todo con modelos teóricos o simulaciones.

No se trata, sin embargo, de una computadora cuántica tolerante a fallos. El experimento no codificó información lógica protegida ni demostró que pueda corregir todos los errores de un cálculo largo. Su aporte es más acotado y, por eso, valioso: muestra en hardware real que la medición y la realimentación pueden usarse para gobernar una dinámica muy sensible al ruido. Esa capacidad podría ayudar a probar estrategias de control y corrección de errores en dispositivos futuros.

También quedan límites prácticos. El circuito representaba una versión cuántica de un modelo matemático de caos, no una aplicación cotidiana, y sus resultados dependen de la arquitectura y del ruido del procesador utilizado. Aún así, el trabajo ofrece una demostración experimental de que, en lugar de evitar por completo las mediciones durante un cálculo cuántico, estas pueden convertirse en una herramienta para mantener el sistema bajo control.