Un proyecto del Ejército ideó un enfoque novedoso para la corrección de errores cuánticos que podría proporcionar un paso clave hacia computadoras cuánticas prácticas, sensores e información cuántica distribuida que permitiría a los militares resolver problemas que antes no se podían solucionar o desplegar sensores con sensibilidades de campo magnético y eléctrico más altas.
El enfoque, desarrollado por investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts con fondos del Ejército, podría mitigar ciertos tipos de fluctuaciones aleatorias, o ruido, que son una barrera de larga data para la computación cuántica. Estas fluctuaciones aleatorias pueden erradicar los datos almacenados en dichos dispositivos.
La investigación financiada por el Ejército, publicada en Cartas de revisión física , implica identificar los tipos de ruido que son más probables, en lugar de lanzar una red amplia para tratar de atrapar todas las fuentes posibles de perturbación.
"El equipo aprendió que podemos reducir los gastos generales para ciertos tipos de corrección de errores en sistemas cuánticos a pequeña escala", dijo la Dra. Sara Gamble, gerente de programa de la Oficina de Investigación del Ejército, un elemento de la Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU.Laboratorio. "Esto tiene el potencial de permitir mayores capacidades en aplicaciones de ciencia de la información cuántica específicas para el DOD".
El sistema cuántico específico con el que está trabajando el equipo de investigación consiste en núcleos de carbono cerca de un tipo particular de defecto en un cristal de diamante llamado centro de vacantes de nitrógeno. Estos defectos se comportan como electrones individuales aislados, y su presencia permite el control de los alrededoresnúcleos de carbono.
Pero el equipo descubrió que la abrumadora mayoría del ruido que afecta a estos núcleos proviene de una sola fuente: fluctuaciones aleatorias en los propios defectos cercanos. Esta fuente de ruido se puede modelar con precisión, y la supresión de sus efectos podría tener un impacto importante, ya que otroslas fuentes de ruido son relativamente insignificantes.
El equipo determinó que el ruido proviene de un defecto central, o un electrón central que tiene la tendencia de saltar al azar. Se agita. Esa inquietud, a su vez, se siente por todos esos núcleos cercanos, de una manera predecible quepuede corregirse. La capacidad de aplicar esta corrección dirigida de manera exitosa es el avance central de esta investigación.
El trabajo hasta ahora es teórico, pero el equipo está trabajando activamente en una demostración de laboratorio de este principio en acción.
Si la demostración funciona como se esperaba, esta investigación podría constituir un componente importante de tecnologías cuánticas futuras de varios tipos a corto y largo plazo, incluidas computadoras y sensores cuánticos.
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Materiales proporcionado por Laboratorio de investigación del ejército de EE. UU. . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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