Avances

 Nuevo avance en la Computación Cuántica

En la Universidad de Innsbruck, en Austria, han logrado transferir información cuántica de un átomo a un fotón, lo que ha sido considerado como todo un avance en la computación cuántica.

Según los resultados de esta investigación, el éxito de este descubrimiento permite a las computadoras cuánticas intercambiar información a la velocidad de la luz a través de cables de fibra óptica. Los investigadores de este proyecto afirman que el método empleado permite el mapeo confiable de la información cuántica de un ion en un fotón.

Para lograr esto, el equipo responsable utilizó una "trampa de iones" para producir un solo fotón de un ion de calcio atrapado e intacto, utilizando espejos y láseres. A efectos prácticos, esto permite comenzar a trabajar con datos cuánticos a muy pequeña escala, algo que en una escala no cuántica se traduce a manejos de importantes cantidades de datos.

Los ordenadores cuánticos cada vez están más cerca.

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IBM anuncia el mayor avance hasta la fecha en equipos cuánticos escalables

Lo que vemos sobre estas imágenes es el último avance en cuanto a computación cuántica por parte del equipo de IBM Research. Los científicos de la compañía anuncian un paso tan grande que podría suponer que en un espacio de 10 años tanto empresas como hogares implementen la tecnología.

La respuesta a este anuncio nos la dan los qubits. Un qubit es el sistema cuántico con dos estados propios, un sistema que sólo puede ser descrito mediante la mecánica cuántica. Para llevar a cabo la computación cuántica se tiene que ser capaz de almacenar de forma segura a este sistema.

Y aquí viene el problema, ya que los qubits son sistemas huidizos debido a lo que se conoce como decoherencia cuántica, el fenómeno por el cual las partículas cuánticas forman cuerpos más grandes que se comportan de manera clásica.

Para ello, desde IBM han creado un qubit de alta coherencia en 3D capaz de mantener el estado durante un máximo de 100 microsegundos (0,1 milisegundos). Es decir, lo suficientemente estable como para que los ingenieros puedan cambiar su enfoque a la ampliación del número de qubits necesarios para crear una computadora cuántica lógica.

El experimento primero creó un chip 3-qubit utilizando técnicas convencionales de fabricación de semiconductores que luego fueron utilizados para realizar operaciones lógicas con una tasa de éxito del 95%.

Hablamos de unos resultados de éxito inauditos en computadoras cuánticas, con la creación de qubits de estabilidad alta y con los que la compañía espera abrir un nuevo camino hacia la construcción de chips de multi-qubits.

Según IBM, nos encontramos en un momento en el que de aquí a 10 años los ordenadores cuánticos formaran parte ordinaria de la vida.

Esto es importantísimo si tenemos en cuenta que 250 qubits serían capaces de almacenar más bits de información que átomos en el Universo. Estamos hablando de un rendimiento de una supercomputadora en un solo chip.

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Crean computador cuántico dentro de un diamante

Un computador cuántico creado dentro de un diamante es el primero de su tipo en incluir la protección contra la “decoherencia” - el ruido que le impide funcionar correctamente.

Un nuevo experimento de la Universidad del Sur de California (USC) podría haber resuelto uno de los problemas más difíciles en la computación cuántica, y lo hizo mediante la construcción de un equipo dentro de un diamante.

Este nuevo computador demuestra la viabilidad de computadores cuánticos de estado sólido para disminuir la decoherencia. En pocas palabras, la decoherencia es una pérdida de información observable, que es la última cosa que se quiere en un computador. Las computadoras digitales son increíblemente coherentes – si se intenta sumar 1 y 1, siempre saldrá 2 – pero debido a la decoherencia, una computadora cuántica podría devolver casi cualquier resultado. En los anteriores sistemas en base de líquidos y gases, los investigadores a menudo tuvieron que tratar con la decoherencia como una consecuencia del uso de partículas pequeñas y eficientes. El computador de diamante desarrollado en EEUU hace uso de las impurezas en la estructura cristalina para compensar sus dos bits cuánticos o qubits. La CPU que se ha utilizado siempre tienen transistores que pueden representar los datos como un 1 o un 0. Un qubit puede representar un 1 y un 0 al mismo tiempo. Esto es gracias a la propiedad de superposición cuántica, y es la propiedad que algún día podría hacer que las computadoras cuánticas sean increíblemente rápidas. Así que dentro de la computadora – construida por investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, Universidad Estatal de Iowa y la Universidad de California en Santa Bárbara – un núcleo de nitrógeno rebelde se convirtió en el primer qubit, y un electrón en otro defecto se convirtió en el segundo qubit. Para ser precisos, el giro de estas partículas sub-atómicas se utilizó como qubit. Los electrones son más pequeños y más rápidos en el cómputo que los núcleos, pero el problema con ellos es que son más vulnerables a la decoherencia. Un núcleo es grande y estable, pero más lento.  Como resultado, este computador dentro de un diamante puede buscar a través de una base de datos no ordenada más rápido que otro equipo, ya que mediante el uso de las propiedades de superposición, esencialmente, puede consultar todas las entradas en la base de datos a la vez, y devolver el archivo deseado en su primer intento. La computadora de diamante tomó la decisión correcta en su primer intento el 95 por ciento de las veces, lo cual es suficiente para demostrar que funciona de una manera cuántica, bajo el ”algoritmo de Grover” - nombrado por Lov Grover, que lo inventó en 1996.

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Tecnología cuántica en el Ejército: desarrollan un radar de fotones.

Un grupo de científicos estadounidenses proponen aplicar la tecnología cuántica con el uso de fotones polarizados en radares para interceptar aviones.

Los investigadores de la Universidad de Rochestar, Nueva York,  basan su tecnología en las propiedades cuánticas de los fotones y, en particular, en el hecho de que cualquier intento de medir un fotón destruye sus características cuánticas,  señala el portal MIT Technology Review.

Por eso si el adversario intenta interceptar los fotones y devolverlos de manera que den una imagen alterada del objeto, el radar  cuántico descubrirá de inmediato que el fotón ha sido modificado. En otras palabras, “para introducirse en nuestro sistema, el objeto tendrá que perturbar el delicado estado de los fotones lo que provocará errores y revelará esta actividad”,  según explica el investigador Mehul Malik.

Los especialistas ya han probado el sistema rebotando fotones contra un objeto en forma de avión y  midiendo el error de la polarización de la señal de retorno. Cuando el supuesto enemigo interceptaba los fotones intentando devolver la imagen de un pájaro, la interferencia se detectaba fácilmente.

Una de las grandes ventajas de este método, según los investigadores, es que es fácil empezar a aplicarlo porque ya se usa tecnología similar en muchos laboratorios por todo el mundo.