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2021_12_10_Tecnun_Deca

La Diputación destina ayudas a un proyecto de computación cuántica impulsado por Tecnun

El proyecto DECALOQC tiene como objetivos el diseño de códigos correctores de errores cuánticos con mejores funcionalidades aprovechando la denominada propiedad de degeneración


FotoPaula Berroa/Josu Etxezarreta, el investigador principal Pedro Crespo, y Patricio Fuentes

10 | 12 | 2021

La Diputación Foral de Gipuzkoa-Gipuzkoako Foru Aldundia ha puesto en marcha una nueva línea de ayudas denominada Gipuzkoa Next, dirigida a apoyar proyectos ligados a la computación cuántica.

Tecnun, la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Navarra, trabaja en el diseño de códigos cuánticos degenerados de longitudes de bloque grandes. Concretamente, en el proyecto: ‘DECALOQC, Degenerate quantum error correction and theoretical limits of time-varying quantum channels’, que tiene como objetivo el diseño de códigos correctores de errores cuánticos con mejores funcionalidades aprovechando la denominada propiedad de degeneración y el estudio de los límites teóricos de la corrección de errores frente a ruido variable, “de forma que los ingenieros sepan cómo de buenos pueden llegar a ser sus métodos”, sostiene Pedro Crespo, profesor de Tecnun e investigador principal del proyecto.

Una de las peculiaridades de los códigos de corrección de errores cuánticos es la degeneración, un mecanismo mediante el cual es posible corregir múltiples errores distintos mediante la misma operación. Sin embargo, dado que no existe un fenómeno equivalente en el paradigma de las comunicaciones clásicas, la comunidad científica carece de medios probados para poder detectar y explotar la degeneración.

Dicho trabajo comienza con la traslación y transformación de conceptos de álgebra de matrices empleados en el mundo de la codificación clásica al entorno cuántico; lo cual será seguido por una verificación mediante simulaciones por ordenador. Posteriormente, una vez se haya comprobado la validez del método, éste podrá emplearse para construir códigos correctores ‘degenerados’ que explotan al máximo la ventajosa propiedad de degeneración. De esta manera, se pretende presentar una construcción de códigos cuánticos degenerados que pueda utilizarse para proteger a los ordenadores cuánticos del momento y aquellos del futuro frente al ruido cuántico.

La construcción de códigos correctores de errores cuánticos requiere un conocimiento previo de la naturaleza del ruido que van a combatir. Recientemente, investigadores del grupo de Principios Matemáticos de Tecnun han propuesto un novedoso modelo matemático conocido como time-varying quantum channel para describir el ruido que surge en un computador cuántico. Este modelo matemático proporciona una descripción más realista de la decoherencia sufrida por los qubits superconductores, en los cuales se ha observado experimentalmente que sus tiempos de decoherencia varían en el tiempo. La tecnología superconductora es la más utilizada hoy en día para construir qubits, empleada por gigantes tecnológicos como Google, IBM o Intel.

Dentro de este contexto, otro de los objetivos del proyecto DECALOQC consiste en estudiar los límites teóricos de la corrección cuántica de errores cuando se consideran canales que varían en el tiempo. Estos límites teóricos representan el mejor rendimiento que los códigos correctores de errores pueden alcanzar si son correctamente diseñados contra esos modelos de ruido. De esta manera, dichos límites iluminan el camino de los ingenieros que tratan de construir códigos correctores de errores.

Por otro lado, cabe destacar que el grupo de Principios Matemáticos de Tecnun está inmerso también en dos nuevos proyectos de cuántica. Uno con el Ministerio de Ciencia e Innovación, y otro proyecto dentro del Plan Nacional de Computación Cuántica de este mismo Ministerio.

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