Un experimento dirigido por Michael Devorette de la Universidad de Yale demuestra que
¿Qué son los qubits?
La información en la informática clásica vieneen forma de bits correspondientes a unos o ceros. En la computación cuántica, se almacena en dispositivos especiales con propiedades cuánticas, que se conocen como bits cuánticos o “qubits”.
Dispositivo IBM 7 Qubit. Foto: Flickr
En un laboratorio de la Universidad de Yalese crean a partir de circuitos superconductores enfriados a temperaturas 100 veces más bajas que en el espacio exterior. Cada qubit representa uno o cero o, curiosamente, uno y cero al mismo tiempo. Este "paralelismo cuántico" es una de las propiedades que permite a las computadoras cuánticas realizar cálculos. Potencialmente, varios órdenes de magnitud más rápido de lo que es posible en las supercomputadoras clásicas.
¿Cuál es el problema de la computación cuántica?
Sin embargo, los sistemas cuánticos son frágiles.Les persigue el fenómeno fundamental de la decoherencia, un proceso en el que la información almacenada en los qubits pierde rápidamente sus propiedades cuánticas como resultado de su interacción con el medio ambiente. En palabras simples, cualquier interferencia del entorno externo interfiere con el funcionamiento de dichos sistemas, haciéndolos imposibles. Esto impide que las computadoras cuánticas se implementen en todas partes.
Hay una solución, pero no es tan sencilla.
Corrección de errores cuánticos, que teóricamente esdescubierto en 1995, ofrece un medio para combatir esta decoherencia. Protege un bit cuántico de información codificándolo en un sistema más grande de lo que generalmente es necesario para representar un solo qubit.
Procesador IBM 16 Qubit. Foto: Flickr
Sin embargo, este sistema más grande tiene un impactoEl entorno es aún más agresivo y el qubit codificado es más frágil. Debido a este efecto y a las complicaciones asociadas con componentes adicionales de corrección de errores, este proceso no extendió la vida útil del bit cuántico en la práctica. Los investigadores dicen que, de hecho, alcanzar el punto de equilibrio incluso con un qubit sin corregir es un evento raro. Contrariamente a las promesas teóricas, en la mayoría de los experimentos la corrección de errores acelera la decoherencia de la información cuántica.
¿Qué han hecho los científicos?
Durante el experimento, los científicos demostraron por primera vezque el aumento de la redundancia del sistema, la detección activa y la corrección de errores cuánticos garantizaban una mayor estabilidad de la información cuántica. “Nuestro experimento demuestra que la corrección de errores cuánticos es una herramienta real y práctica. Esto es más que una simple demostración del principio”, explica el físico.
Un grupo de científicos ha conseguido más que duplicar la vida útil de la información cuántica. Su qubit de corrección de errores duró 1,8 milisegundos; en la computación cuántica, todo sucede rápidamente.
Lograron resultados usando código.software de corrección de errores, que se inventó en 2001. "Sí, en nuestro campo hay retrasos entre las propuestas teóricas y su implementación práctica", explica Michael Devorette.
Ilustración de qubits. Crédito: Universidad de Yale
Volodymyr Sivak, el autor principal del artículo, dijo que la productividad se logró parcialmente debido a la Estableció un proceso de corrección de errores para mejorar el resultado.
"No hay un solo avance que nos haya permitido obtener este resultado.De hecho, es una combinación de diferentes tecnologías desarrolladas en los últimos años.Nos combinamos en este experimento", explicó Devoret, estudiante en el laboratorio y ahora investigador de Google.
por que es tan importante?
El éxito práctico de la computación cuántica serádependen de la capacidad de crear bits cuánticos de muy alta calidad mediante la corrección de errores cuánticos. Un nuevo experimento confirma una suposición fundamental sobre la computación cuántica; Al duplicar la vida de un qubit, los investigadores han demostrado una teoría clave en la física cuántica. "Esto es muy alentador", concluyen los autores del estudio.
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Ilustración de portada: Geralt