Fujitsu y la Universidad de Osaka profundizan en la investigación y el desarrollo de ordenadores cuánticos tolerantes a fallos

La Universidad de Osaka y Fujitsu Limited han anunciado la creación de la División de Investigación Conjunta de Computación Cuántica de Fujitsu, como una división de investigación en colaboración en el Centro de Información Cuántica y Biología Cuántica (en adelante QIQB) de la Universidad de Osaka.

La división de investigación recién creada se centrará en el desarrollo de tecnologías fundamentales para ordenadores cuánticos tolerantes a fallos, capaces de realizar cálculos precisos, mientras se corrigen los errores que se producen en los bits cuánticos (qubits). Estos esfuerzos se basarán en los respectivos puntos fuertes de los dos socios, combinando las avanzadas tecnologías de corrección de errores cuánticos y de software cuántico de QIQB, con los conocimientos aplicados de Fujitsu en materia de informática y de estas tecnologías.

Más concretamente, QIQB y la multinacional pretenden desarrollar software para estos ordenadores cuánticos tolerantes a fallos, con hasta varios miles de qubits, así como tecnologías para verificar sus operaciones de corrección de errores.

En el futuro, ambos socios reforzarán su cooperación en materia de I+D para la realización de tecnologías de computación cuántica tolerantes a fallos, con el fin de innovar en la creación de soluciones a problemas sociales complejos a través de esta tecnología.

Antecedentes

Los ordenadores cuánticos, que hacen uso de los principios de la mecánica cuántica, incluidos los estados de superposición cuántica y el entrelazamiento cuántico (1), ofrecen el potencial de revolucionar algún día la informática, superando significativamente las capacidades de las tecnologías informáticas convencionales para realizar cálculos de alta velocidad.

La computación cuántica tolerante a fallos es capaz de realizar cálculos precisos, a gran escala y a alta velocidad, utilizando códigos de corrección de errores y puede convertirse en una tecnología clave, especialmente en los campos del descubrimiento de fármacos y las finanzas, que requieren una tecnología capaz de resolver estos problemas complejos.

En marzo de 2020, la Universidad de Osaka creó el QIQB con el fin de promover la investigación de la información y la biología cuánticas, centrándose en el estudio de una amplia gama de campos cuánticos que van desde la computación, la fusión de información, los dispositivos de información, las comunicaciones y la seguridad, la medición y la detección, y la biología.

QIQB también ha sido elegido como el principal centro de investigación de software cuántico en el campo de esta tecnología y en el programa COI-NEXT (2) de la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST) y, por tanto, desempeña un papel importante en la estrategia de Japón para la innovación de estas TI.

En cooperación con institutos de investigación nacionales y extranjeros, Fujitsu ha participado en la investigación y el desarrollo a gran escala de la computación cuántica desde 2020, con el objetivo de seguir mejorando el rendimiento de las tecnologías informáticas.

Aprovechando su solución de computación de inspiración cuántica (3) "Digital Annealer", diseñada para resolver problemas de optimización combinatoria a gran escala, Fujitsu ofrece a sus clientes soluciones en diversos campos como el descubrimiento de fármacos y la logística.

En octubre de 2020, la multinacional inició una investigación en colaboración (4) con la Universidad de Osaka sobre la corrección de errores cuánticos. La creación de la "Unidad de Investigación Conjunta de Computación Cuántica de Fujitsu" reforzará aún más la I+D en estos sistemas informáticos con tolerancia a fallos.

Funciones y responsabilidades

・Contribución a la continuación del I+D en el campo de la tecnología de corrección de errores cuánticos a escala de varios miles de qubits, basándose en su conocimiento de la tecnología de corrección de errores.
・Desarrollo de un conjunto de programas informáticos necesarios para realizar la computación cuántica utilizando qubits lógicos y verificar su aplicación en una máquina virtual.

Fujitsu

・Generación de algoritmos de corrección de errores para ordenadores cuánticos a escala de varios miles de qubits basados en su experiencia en computación.
・Desarrollo de un conjunto de programas informáticos necesarios para realizar la computación cuántica utilizando qubits lógicos; aplicación del programa informático a una máquina virtual y verificación de su funcionamiento.

Planes futuros

Para contribuir al desarrollo de la ciencia y la tecnología de la computación cuántica, la Universidad de Osaka y Fujitsu reforzarán su cooperación con diversas instituciones de investigación y empresas. Mediante la aplicación práctica de los resultados de esta investigación conjunta, los socios pretenden contribuir a una pronta aplicación práctica de la computación cuántica con el potencial de impulsar las innovaciones y crear una sociedad sostenible.

La Universidad de Osaka y Fujitsu también colaborarán con las industrias relacionadas y el mundo académico para apoyar la formación de nuevos recursos humanos en el campo de la tecnología cuántica.

Notas
[1] Quantum entanglement: Fenómeno mecánico cuántico de correlaciones no locales entre dos sistemas distantes

[2] COI-NEXT: Programa de colaboración entre la industria y el mundo académico en el que las universidades y otras organizaciones lideran la formulación de una visión de la sociedad futura. El objetivo de este programa es promover la investigación y el desarrollo continuos hacia la realización de esta visión, así como formar una unidad independiente y colaborativa de miembros de la industria, el mundo académico y el gobierno capaz de ofrecer resultados incluso después de la finalización del proyecto. En 2020, QIQB fue elegida como centro internacional de investigación para las áreas centradas en la política (tecnología cuántica) del programa. (Centro de Investigación de Información Cuántica y Vida Cuántica de la Universidad de Osaka (QIQB) HP)

[3] Tecnología de inspiración cuántica: Una serie de tecnologías de aceleración inspiradas en la tecnología cuántica, pero sin efectos cuánticos

[4] Investigación conjunta sobre la corrección de errores cuánticos: "Fujitsu Commences Joint Research with World-Leading Institutions for Innovations in Quantum Computing" (October 13, 2020 press release)

[5] Logical qubits: Qubits capaces de realizar operaciones lógicas cuánticas sin errores. Los Logical qubits se generan mediante la codificación de múltiples qubits por un código capaz de corregir los códigos de error cuánticos.