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Harvard & QuEra: 96 Qubits Lógicos con Arquitectura Universal Tolerante a Fallos

Fecha: 2025-11-10 | LQ: 96

Sistema cuántico: Harvard Neutral-Atom Logical Processor

Organización: Harvard University (Lukin Group)

El grupo Lukin de la Universidad de Harvard demostró 96 qubits lógicos simultáneos mediante matrices de átomos neutros reconfigurables de hasta 448 átomos ⁸⁷Rb, logrando por primera vez la integración de corrección de errores por debajo del umbral, puertas universales y circuitos profundos en una única arquitectura.

El 10 de noviembre de 2025, el grupo de Mikhail Lukin en la Universidad de Harvard publicó un resultado histórico en Nature (vol. 649, pp. 39–46, 2026): la primera demostración unificada de las tres condiciones de la computación cuántica tolerante a fallos escalable (FTQC) — corrección de errores, universalidad y circuitos profundos — en una única plataforma. La investigación contó con la colaboración de investigadores de Harvard, MIT, Caltech y NIST/Universidad de Maryland, con QuEra Computing como parte interesada financieramente.

Usando un procesador lógico de átomos neutros reconfigurable con hasta 448 átomos ⁸⁷Rb atrapados en pinzas ópticas, el equipo activó simultáneamente 96 qubits lógicos mediante códigos de alta tasa [[16,6,4]] (16 bloques × 6 qubits lógicos por bloque, codificados desde 256 qubits físicos — una sobrecarga de ~2,7:1). Se lograron tres hitos principales:

  • Corrección de errores por debajo del umbral: Un código de superficie d=5 combinado con un decodificador de aprendizaje automático y detección de pérdida de átomos logró una tasa de error lógico por ronda de 0,62% — 2,14 veces menor que d=3 — demostrando rendimiento por debajo del umbral. Los eventos de pérdida de átomos fueron aprovechados como información de borrado para mejorar la decodificación.
  • Puertas universales tolerantes a fallos: Las puertas T no-Clifford se realizaron usando códigos Reed-Muller 3D [[15,1,3]] y teleportación transversal, completando el conjunto de puertas universales {H, T, CNOT}. Se sintetizaron rotaciones arbitrarias de un qubit con espaciado angular que decrece exponencialmente a medida que aumenta el número de puertas T, en consonancia con el teorema de Solovay–Kitaev.
  • Circuitos profundos a entropía constante: La lectura no destructiva de conversión espín-posición mediante una red óptica 1D, combinada con el enfriamiento por gradiente de polarización 1D (PGC) en campo magnético finito, mejoró la tasa de ciclos experimentales en un factor ~100 (ciclos de 4 ms). La reutilización de qubits a mitad del circuito permitió circuitos profundos de 27 capas con códigos Steane [[7,1,3]] y teseracto [[16,6,4]], manteniendo entropía interna constante mediante teleportación transversal.

La relación físico-lógico de ~2,7:1 para 96 qubits lógicos activos representa un avance significativo hacia la computación cuántica tolerante a fallos eficiente en recursos. Estos resultados establecen principios arquitectónicos clave para la próxima generación de procesadores cuánticos universales y escalables.

Fuente

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