CIENCIA. Los físicos desarrollan una nueva computadora cuántica que utiliza una gama completa de átomos

computación cuántica

 

Concepto de transformación digital. metamorworks/iStock

Rompiendo el paradigma de la información binaria.

25 julio 2022.- Ha habido muchos avances cuánticos últimamente, cada uno de los cuales promete ser la clave de la tecnología. En mayo de 2022, un  equipo de investigadores de la Universidad alemana de Innsbruck, la Universidad RWTH Aachen y el instituto de investigación Forschungszentrum Jülich propusieron un método que podría conducir al surgimiento de  computadoras cuánticas sin erroresConsiste en  una operación computacional que involucra dos bits cuánticos lógicos y puede emplearse para cualquier tipo de tarea. 

Luego, hace solo cuatro días, los científicos con fondos de la Fundación Simons produjeron una fase de la materia que se comporta como si existiera en dos dimensiones e informaron que la información almacenada en la nueva y extraña fase de la materia está mucho más protegida contra errores que información almacenada con las configuraciones convencionales que se utilizan actualmente en las computadoras cuánticas. 

"Rompiendo" ceros y unos 

Ahora, un equipo de la Universidad de Innsbruck, Austria, diseñó una computadora cuántica que va más allá de la información binaria (ceros y unos) y desbloquea recursos computacionales adicionales que durante mucho tiempo se han mantenido ocultos en casi todos los dispositivos cuánticos actuales, según un comunicado de prensa de publicó la institución el jueves.

 "Sin embargo, los componentes básicos de las computadoras cuánticas son más que ceros y unos", explicó Martin Ringbauer, físico experimental de Innsbruck, Austria. "Restringirlos a sistemas binarios evita que estos dispositivos alcancen su verdadero potencial".

El equipo desarrolló una computadora cuántica que puede realizar cálculos arbitrarios con los llamados dígitos cuánticos (qudits), desbloqueando así más poder computacional con menos partículas cuánticas. ¿Cómo hicieron esto?

Fuente: muhammet sager/iStock

El comunicado lo describe de la siguiente manera:

"En la computadora cuántica de Innsbruck, (...), la información se almacena en átomos de calcio individuales atrapados. Cada uno de estos átomos tiene naturalmente ocho estados diferentes, de los cuales normalmente solo dos se usan para almacenar información. De hecho, casi todas las computadoras cuánticas existentes tienen acceso a más estados cuánticos de los que utilizan para la computación".

Haciendo uso de todo el potencial de los átomos

Mediante la ingeniería de una computadora cuántica que puede hacer uso de todo el potencial de estos átomos, los físicos han creado una computadora superior que puede lograr mucho más siendo tan confiable como sus contrapartes convencionales. "Los sistemas cuánticos naturalmente tienen más de dos estados, y demostramos que podemos controlarlos todos igualmente bien", dijo Thomas Monz, líder del equipo del nuevo estudio.

Lo que hace que este nuevo desarrollo sea aún más ventajoso es que muchas de las tareas que necesitan computadoras cuánticas, como problemas de física, química o ciencia de los materiales, también se expresan naturalmente en el lenguaje qudit.

"Trabajar con más que ceros y unos es muy natural, no solo para la computadora cuántica sino también para sus aplicaciones, lo que nos permite desbloquear el verdadero potencial de los sistemas cuánticos", explicó Ringbauer.

¿Podría ser este el desarrollo que finalmente haga que la computación cuántica alcance su verdadero potencial?

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