El 9 de diciembre de 2024, Google Quantum AI publicó en Nature resultados que demuestran que su procesador superconductor Willow cruzó un hito crítico en la corrección de errores cuánticos: operar un código de superficie por debajo del umbral de error por primera vez.
El logro central es 1 qubit lógico realizado como memoria de código de superficie de distancia 7 en un procesador de 105 qubits. El código utiliza 101 qubits físicos (49 qubits de datos, 48 qubits de medición y 4 qubits de eliminación de fugas). Cada aumento en la distancia del código suprime la tasa de error lógico por un factor superior a dos.
Principales resultados del experimento Willow:
- 1 qubit lógico — código de superficie de distancia 7 en 105 qubits físicos
- Λ = 2,14 ± 0,02 — el error lógico se reduce a la mitad cada vez que la distancia del código aumenta en 2 (operación bajo umbral confirmada)
- Error lógico por ciclo: 0,143 % ± 0,003 % en distancia 7
- Vida útil lógica: 291 ± 6 μs — 2,4 veces la vida útil del mejor qubit físico (119 μs)
- Decodificador en tiempo real en distancia 5: latencia media 63 μs, estable durante 106 ciclos de corrección de errores
- Códigos de repetición de alta distancia hasta distancia 29 durante 5,5 horas, revelando un piso de errores correlados raros de ~10−10 por ciclo
La operación bajo el umbral significa que agregar más qubits físicos al qubit lógico siempre reduce el error lógico — una condición necesaria para la computación cuántica tolerante a fallos práctica. Antes de Willow, ningún procesador cuántico había demostrado claramente esta propiedad en un código de superficie.
El qubit lógico de distancia 7 también superó el punto de equilibrio: su tiempo de vida de coherencia superó al de cada uno de sus 101 qubits físicos constituyentes, demostrando que la corrección de errores ya proporciona un beneficio neto.