En abril de 2021 se llevó a cabo el Quantum Coalition Hack (QCHack), hackathon de computación cuántica organizado inicialmente por estudiantes de computación cuántica de las universidades de Yale y Stanford y que actualmente cuenta con el respaldo de IBM Quantum, Google Quantum AI y Q-CTRL, entre otras instituciones. En esta edición contó con 2100 participantes de 80 países, que desarrollaron 200 proyectos en 24 horas de competencia.

En el reto Q-CTRL, el equipo ganador fue HASAA, compuesto por Henry Makhanov, Amir Ebrahimi, Md. Sakibul Islam, Arjun David Rao y Alberto Maldonado Romo estudiante del primer semestre del Doctorado en Ciencias de la Computación en el Centro de Investigación en Computación del Instituto Politécnico Nacional (CIC IPN), en el Laboratorio de Robótica y Mecatrónica con la dirección del Dr. Jesús Yaljá Montiel Pérez.

En el QCHack se pretende poner a los participantes ante problemas reales de la computación cuántica y tienen solo 24 horas para plantear la solución a un desafío. En el reto Q-CTRL se requería que los participantes diseñaran pulsos de microondas que pusieran en funcionamiento compuertas cuánticas de alta fidelidad para un qubit superconductor simulado en la nube. El qubit era imperfecto, tenía “ruido”, fugas a niveles de energía más altos y límites de ancho de banda en las líneas de control, pero nada de eso se les dijo a los participantes. A los equipos se les proporcionó la herramienta Boulder Opal (de Q-CTRL) y se les dio total libertad para diseñar y mejorar el rendimiento de sus compuertas, considerando tres vías como son el Control Óptimo, Control Robusto, Control de aprendizaje.

El equipo HASAA, con la participación de Alberto Maldonado, probó múltiples estrategias para finalmente identificar la mejor manera de resolver el desafío y produjo una compuerta cuántica NOT con una fidelidad del 99.46%.

Los miembros del equipo viven en diferente zona horaria, además, no se conocían antes del hackathon, pero todos tenían interés en la corrección de errores cuánticos y aunque tuvieron que comprender varios conceptos nuevos en poco tiempo, hubo una buena colaboración para que cada uno explicara lo que entendía y compartiera información útil.

Actualmente existe el problema de qubits “ruidosos”, que está generando una nueva área de investigación llamada Corrección de errores cuánticos. Todo el equipo sabía los conceptos básicos del campo, pero nadie conocía cómo resolver problemas reales en los qubits “ruidosos”. Trabajar en este desafío les ayudó a aprender soluciones prácticas.

Alberto Maldonado Romo es Ingeniero en Sistemas Computacionales por la Escuela Superior de Cómputo del IPN, Licenciado en Sociología por la UNAM, y Maestro en Ciencias de la Computación por el CIC IPN. Sobre esta experiencia nos comparte:

“La computación cuántica es un área poco conocida en México y participar e interactuar con personas de todo el mundo en problemas de las empresas y grupos de investigación fue una gran oportunidad para demostrar las habilidades que obtuve en a la maestría y ahora en el doctorado. Fue muy satisfactorio ver que en menos de 24 horas aprendí a usar una nueva herramienta, como es Boulder Opal, y aplicar algoritmos de Aprendizaje de Máquina como de minimización de errores, con personas que sólo los conocí de manera remota. Actualmente, mi tema de tesis está dirigido al área del Aprendizaje de Máquina Cuántico, me gustaría seguir profundizando y contribuyendo en esta área y en los avances tecnológicos que puede llegar a ofrecer una computadora cuántica”.