Los investigadores de la Universidad Griffith y la Universidad de Queensland han superado uno de los desafíos clave para la computación cuántica al simplificar una compleja operación de lógica cuántica. Lo demostraron al realizar experimentalmente un circuito desafiante, la puerta cuántica de Fredkin, por primera vez.
"El atractivo de las computadoras cuánticas es la potencia de procesamiento incomparable que proporcionan en comparación con la tecnología actual", dijo el Dr. Raj Patel del Centro de Dinámica Cuántica de Griffith.
"Al igual que nuestra computadora cotidiana, los cerebros de una computadora cuántica consisten en cadenas de puertas lógicas, aunque las puertas lógicas cuánticas aprovechan los fenómenos cuánticos".
El principal obstáculo para crear una computadora cuántica ha sido minimizar la cantidad de recursos necesarios para implementar eficientemente los circuitos de procesamiento.
"Al igual que construir un muro enorme con muchos ladrillos pequeños, los circuitos cuánticos grandes requieren muchas puertas lógicas para funcionar. Sin embargo, si se usan ladrillos más grandes, el mismo muro podría construirse con muchos menos ladrillos", dijo el Dr. Patel.
"Demostramos en nuestro experimento cómo se pueden construir circuitos cuánticos más grandes de una manera más directa sin usar puertas lógicas pequeñas".
En la actualidad, incluso los circuitos de computadora cuántica a pequeña y mediana escala no se pueden producir debido al requisito de integrar tantas de estas puertas en los circuitos. Un ejemplo es la puerta Fredkin SWAP controlado. Esta es una puerta donde dos qubitsse intercambian según el valor del tercero.
Por lo general, la puerta de Fredkin requiere la implementación de un circuito de cinco operaciones lógicas. El equipo de investigación utilizó el entrelazamiento cuántico de fotones - partículas de luz - para implementar la operación SWAP controlada directamente.
"Existen algoritmos de computación cuántica, como el algoritmo de Shor para factorizar números primos, que requieren la operación SWAP controlada".
La puerta cuántica de Fredkin también se puede utilizar para realizar una comparación directa de dos conjuntos de qubits bits cuánticos para determinar si son iguales o no. Esto no solo es útil en informática sino que es una característica esencial de algunos cuánticos segurosprotocolos de comunicación donde el objetivo es verificar que dos cadenas o firmas digitales sean iguales ", dijo el profesor Tim Ralph de la Universidad de Queensland.
El profesor Geoff Pryde, del Centro de Dinámica Cuántica de Griffith, es el investigador principal del proyecto.
"Lo que es emocionante de nuestro esquema es que no se limita a controlar solo si se intercambian qubits, sino que se puede aplicar a una variedad de operaciones diferentes que abren formas de controlar circuitos más grandes de manera eficiente", dijo el profesor Pryde.
"Esto podría desencadenar aplicaciones que hasta ahora han estado fuera de alcance"
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Materiales proporcionados por Universidad de Griffith . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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