Los elementos centrales de un nuevo tipo de computadora cuántica son átomos magnéticos de la clase de los llamados
En camino a las primeras computadoras cuánticasEl requisito es crear los llamados bits cuánticos o qubits, bits de memoria que, a diferencia de los bits clásicos, pueden adoptar no sólo los valores binarios de cero y uno, sino también cualquier combinación arbitraria.
"Esto hace posible un tipo completamente nuevo de computación y procesamiento de datos, lo que para aplicaciones específicas significa una enorme aceleración en la potencia informática".
El investigador del PSI Manuel Grimm.
Los físicos describen cómo los bits lógicos y fundamentalesLas operaciones informáticas con ellos se pueden implementar en un sólido magnético: los qubits se ubicarán en átomos individuales de la clase de elementos de tierras raras, integrados en la red cristalina del material principal.
Basándose en las leyes de la física cuántica, los investigadoresCalculó que el espín nuclear de los átomos de tierras raras sería adecuado para su uso como portador de información, es decir, qubits. También sugieren que los pulsos láser dirigidos podrían transmitir instantáneamente información a los electrones de un átomo y así activar los qubits, haciendo que su información se vuelva visible para los átomos circundantes.
Dos de estos qubits activados interactúanentre sí y, por tanto, pueden "enredarse". El entrelazamiento es una propiedad especial de los sistemas cuánticos de varias partículas o qubits, lo cual es importante para las computadoras cuánticas: el resultado de medir un qubit depende directamente de los resultados de medir otros qubits, y viceversa.
Los investigadores demuestran cómo estos qubits puedenutilizarse para crear puertas lógicas, principalmente puertas controladas con un valor "NOT" (puertas CNOT). Las puertas lógicas son los bloques de construcción básicos que las computadoras clásicas también usan para realizar cálculos. Si combina una cantidad suficiente de dichas puertas CNOT, así como una cantidad suficiente de puertas de un qubit, cualquier operación computacional concebible se vuelve posible. Por tanto, forman la columna vertebral de las computadoras cuánticas.
Esta no es la primera vez que los científicos han propuestoutilizar puertas de lógica cuántica. Sin embargo, este método de activar y entrelazar qubits tiene una ventaja decisiva sobre propuestas comparables anteriores: es al menos diez veces más rápido.
Otra ventaja no es sólola velocidad a la que un ordenador cuántico basado en este concepto puede realizar cálculos y, sobre todo, la susceptibilidad del sistema a cometer errores.
Los Qubits no son muy estables.Si los procesos de entrelazamiento son demasiado lentos, existe una alta probabilidad de que algunos de los qubits pierdan su información mientras tanto. De hecho, los investigadores de PSI han encontrado una manera de construir una computadora cuántica no solo al menos diez veces más rápida que sistemas comparables, sino también menos propensa a errores en el mismo factor.
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