Investigadores han explorado la computación cuántica modular, un enfoque prometedor para escalar los ordenadores cuánticos más allá de las limitaciones de los dispositivos monolíticos. En este paradigma, múltiples unidades de procesamiento cuántico (QPU) se interconectan mediante entrelazamiento compartido. El estudio se centró en cómo los errores en las interfaces entre módulos y dentro de las propias QPUs afectan la computación tolerante a fallos, utilizando el código de superficie rotado para codificar los cúbits. Este trabajo va más allá de la evaluación de la memoria lógica, simulando a nivel de circuito puertas CNOT no locales tolerantes a fallos implementadas mediante cirugía de celosía entre QPUs conectadas por pares de Bell ruidosos, y analizando las tasas de error lógicas resultantes.

Los resultados indican que las interfaces pueden tolerar un nivel de ruido hasta un orden de magnitud superior al ruido intra-QPU, con una reducción mínima del umbral de tolerancia a fallos. Esto sugiere una robustez inesperada en las conexiones entre módulos. Además, se ha desarrollado un protocolo eficiente para la preparación distribuida de estados lógicos GHZ tolerantes a fallos, lo que reduce la sobrecarga de cúbits auxiliares, el tiempo de operación y el consumo de pares de Bell no locales. La minimización de cúbits auxiliares en este contexto se equipara a un problema de cobertura de vértices en un grafo asociado, para el cual se introduce un algoritmo heurístico de tiempo polinomial que encuentra soluciones de baja sobrecarga.

Estas conclusiones proporcionan evidencia cuantitativa de que la corrección de errores cuánticos distribuida puede habilitar la computación cuántica escalable y tolerante a fallos en arquitecturas modulares. El avance es crucial para el desarrollo de ordenadores cuánticos a gran escala, ya que aborda uno de los principales desafíos: la gestión del ruido en sistemas complejos y distribuidos. La capacidad de interconectar QPUs ruidosas de manera efectiva abre nuevas vías para el diseño y la implementación de futuros procesadores cuánticos.