Los investigadores de la Universidad de Oxford han logrado una puerta de lógica cuántica con una precisión récord de 99.9%, alcanzando el punto de referencia requerido en teoría para construir una computadora cuántica.
Las computadoras cuánticas, que funcionan de acuerdo con las leyes de la física cuántica, tienen el potencial de empequeñecer el poder de procesamiento de las computadoras actuales, capaces de procesar grandes cantidades de información de una vez.
El equipo logró la puerta lógica, que coloca a dos átomos en un estado de entrelazamiento cuántico y es el componente fundamental de la computación cuántica, con una precisión o fidelidad sustancialmente mayor que el récord mundial anterior. Enredo entre los cuánticos: un fenómenodescrito por Einstein como 'espeluznante', pero que está en el corazón de las tecnologías cuánticas, ocurre cuando dos partículas permanecen conectadas, de modo que una acción en una afecta a la otra, incluso cuando están separadas por grandes distancias.
La investigación, realizada por científicos del Centro de Tecnologías de Información Cuántica en Red NQIT financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC, dirigida por la Universidad de Oxford, se informa en la revista Cartas de revisión física .
El Dr. Chris Ballance, investigador del Magdalen College, Oxford y autor principal del artículo, dijo: "El desarrollo de una" computadora cuántica "es uno de los desafíos tecnológicos sobresalientes del siglo 21. Una computadora cuántica es una máquinaque procesa la información de acuerdo con las reglas de la física cuántica, que gobiernan el comportamiento de las partículas microscópicas a escala de átomos y más pequeñas.
'Un punto importante es que no se trata simplemente de una tecnología diferente para computar de la misma manera que funcionan nuestras computadoras cotidianas; es, en un nivel muy fundamental, una forma diferente de procesar la información. Resulta que esta forma de mecánica cuántica demanipular la información le da a las computadoras cuánticas la capacidad de resolver ciertos problemas de manera mucho más eficiente que cualquier computadora convencional concebible. Uno de estos problemas está relacionado con la ruptura de códigos seguros, mientras que otro está buscando grandes conjuntos de datos. Las computadoras cuánticas son naturalmente muy adecuadas para simular otros sistemas cuánticos., lo que puede ayudar, por ejemplo, a nuestra comprensión de las moléculas complejas relevantes para la química y la biología '.
La tecnología cuántica es un área compleja, pero una analogía que se ha utilizado para explicar el concepto de computación cuántica es que es como poder leer todos los libros en una biblioteca al mismo tiempo, mientras que la computación convencional es como tenerleerlos uno tras otro. Esto puede ser demasiado simplista, pero es útil para transmitir la forma en que la computación cuántica tiene el potencial de revolucionar el campo.
El profesor David Lucas, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford y el Balliol College, Oxford, coautor del artículo, dijo: "El concepto de" enredo cuántico "es fundamental para la computación cuántica y describe una situación en la que dos objetos cuánticos:- en nuestro caso, dos átomos individuales - comparten un estado cuántico conjunto. Eso significa, por ejemplo, que medir una propiedad de uno de los átomos te dice algo sobre el otro.
'Una puerta de lógica cuántica es una operación que puede tomar dos átomos independientes y ponerlos en este estado especial entrelazado. La precisión de la puerta es una medida de qué tan bien funciona: en nuestro caso, una precisión del 99.9% significa que, enpromedio, 999 de cada 1,000 veces habremos generado el estado enredado correctamente, y una vez de cada 1,000 algo salió mal.
'Para poner esto en contexto, la teoría cuántica dice que, hasta donde alguien ha encontrado hasta ahora, simplemente no se puede construir una computadora cuántica si la precisión cae por debajo del 99%. Al nivel del 99.9%puedes construir una computadora cuántica en teoría, pero en la práctica podría ser muy difícil y, por lo tanto, enormemente costoso. Si, en el futuro, se puede alcanzar una precisión del 99,99%, las perspectivas se ven mucho más favorables ''.
El profesor Lucas agregó: 'Lograr una puerta lógica con una precisión del 99.9% es otro hito importante en el camino hacia el desarrollo de una computadora cuántica. Una puerta lógica cuántica por sí sola no constituye una computadora cuántica, pero no se puede construir la computadorasin ellas.
'Una analogía del hardware de computación convencional sería que finalmente hemos resuelto cómo construir un transistor con un rendimiento lo suficientemente bueno como para hacer circuitos lógicos, pero la tecnología para conectar miles de esos transistores para construir una computadora electrónica todavía está en su puntoinfancia.'
El método utilizado por el equipo de Oxford fue inventado en NIST en Boulder, EE. UU., Y, en un artículo publicado junto con Oxford's en Physical Review Letters, el equipo de NIST también informa el logro de una precisión del 99,9%.
La investigación de Oxford fue financiada por EPSRC como parte del Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas del Reino Unido y por la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Oxford . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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