La computación cuántica es el camino hacia nuevas capacidades informáticas, pero también puede ayudar
Investigadores de la Universidad de MassachusettsAmherst ha identificado una forma de proteger la información cuántica de una fuente común de error en los sistemas superconductores, una de las principales plataformas para implementar computadoras cuánticas a gran escala. En un estudio publicado enRevista de naturaleza, los científicos han implementado una nueva forma de corregir espontáneamente los errores cuánticos.
Crédito: Laboratorio de Investigación del Ejército.
Las computadoras de hoy están construidas con transistores,que representan los bits clásicos, ya sea 1 o 0. A su vez, la computación cuántica es un nuevo paradigma para la computación usando bits cuánticos o qubits, donde la superposición cuántica y el entrelazamiento pueden usarse para aumentar exponencialmente la potencia computacional.
Demostraciones existentes de corrección cuánticalos errores están activos. Esto significa que deben revisarse periódicamente para detectar errores y corregirse de inmediato. A su vez, esto requiere recursos de hardware y, por lo tanto, inhibe el escalado de las computadoras cuánticas.
Por el contrario, en el experimento de los investigadoresLa corrección pasiva del error cuántico se logra corrigiendo la fricción o disipación experimentada por el qubit. Dado que la fricción se considera generalmente un obstáculo importante para la coherencia cuántica, este resultado puede parecer sorprendente. El truco es que la disipación debe diseñarse especialmente de forma cuántica.
Esta estrategia general se conoce en teoría desde hace aproximadamente dos décadas, pero una forma práctica de obtener dicha disipación y usarla para la corrección de errores cuánticos ha sido un desafío.
“Demostración de enfoques tan no tradicionales,Esperamos que estimule ideas más inteligentes para superar algunos de los problemas más difíciles de la ciencia cuántica”, explica Grace Metcalf, directora del programa femenino de ciencia de la información cuántica en AFOSR.
Los investigadores dijeron que está implícito que puede haber más formas de proteger los qubits de los errores y hacerlo a un costo menor.
"Aunque nuestro experimento todavía es bastanteCon una demostración rudimentaria, finalmente nos hemos dado cuenta de esta controvertida posibilidad teórica de las QEC disipativas”, dijo el Dr. Chen Wang, físico de la Universidad de Massachusetts en Amherst. "Este experimento plantea la posibilidad de crear una computadora cuántica útil y tolerante a fallas a mediano y largo plazo".
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La superposición cuántica es una superposición de estados,que no puede realizarse simultáneamente desde el punto de vista clásico; es una superposición de estados alternativos. El principio de existencia de superposiciones de estados se suele llamar en el contexto de la mecánica cuántica simplemente el principio de superposición.
La disipación cuántica estudia análogos cuánticos.el proceso de pérdida irreversible de energía observado en el nivel clásico. El objetivo principal de esta sección es derivar las leyes clásicas de disipación utilizando la mecánica cuántica.
QEC (Corrección de errores cuánticos) Corrección de errores cuánticos: se utiliza en la computación cuántica para proteger la información cuántica de los errores debidos a la decoherencia y otros ruidos cuánticos.
Operaciones multidominio (MDO) describen cómo el ejércitoEstados Unidos en una fuerza combinada [ejército, marina, fuerza aérea e infantería de marina] puede enfrentar y derrotar a un adversario casi igual en todas las áreas [aire, tierra, mar, espacio y ciberespacio] tanto en competencia tecnológica como en conflicto armado.