Investigadores dan un paso adelante en computación cuántica

Investigadores del Reino Unido y EE. UU. publicaron el viernes un artículo que detalla descubrimientos que podrían llevar una computadora cuántica completamente funcional a un paso más cerca de la realidad.

La computación cuántica, que se ha investigado durante décadas, tradicionalmente problema de mantener los datos en un formato coherente, lo que dificulta la ejecución de programas o tareas informáticas. Los investigadores encontraron una manera de preservar los electrones, que almacenan los datos, por más tiempo, lo que permite a un sistema procesar datos de forma más coherente y ejecutar programas de manera más efectiva.

Aunque en desarrollo, las computadoras cuánticas podrían revolucionar la informática. En unos segundos, las computadoras cuánticas pueden realizar tareas que no son factibles para las supercomputadoras de hoy. La computación cuántica utiliza materia (átomos y moléculas) para procesar cantidades masivas de tareas a velocidades de supercomputación porque los datos se almacenan y comparten en más estados en lugar de los estados binarios habituales de 0 y 1.

La computación cuántica se basa en las leyes de la mecánica cuántica, que analiza la interacción y el comportamiento de la materia en niveles atómicos y subatómicos: protones, neutrones y electrones. Al resolver problemas conocidos en la computación cuántica, los investigadores están en una carrera para construir una computadora cuántica totalmente operativa.

Hay muchos diseños de computadora cuántica que almacenan datos de diferentes maneras, dijo Gavin Morley, uno de los autores del artículo y un investigador del London Centre for Nanotechnology, que es una empresa conjunta entre el University College London y el Imperial College London. Morley trabajó con investigadores de varias instituciones, incluida la Universidad de Utah en Salt Lake City. Los investigadores usaron estados magnéticos de los electrones para almacenar datos.

Los bits cuánticos necesitan girar para ejecutar un programa, pero a veces la calidad de los electrones se degrada, enviándolos a estados indeseables, llamados ruido cuántico, que podrían plantear un problema. ya que los usuarios podrían perder el control del programa en ejecución. Al aplicar un cierto campo magnético, los investigadores usaron una corriente para determinar el estado de un electrón sin provocar perturbaciones, dándoles una vida 5.000% más larga que cualquier otro experimento similar hasta la fecha, dijo Morley.

La investigación del grupo se centró en átomos de fósforo en el silicio. Los mejores intentos anteriormente han hecho fluir una corriente más allá de los electrones a través de cables eléctricos pequeños, pero eso ha provocado mucho ruido cuántico, eliminando una ventaja clave del material, dijo Morley.

Los investigadores esperan que su trabajo les permita construir una supercomputadora cuántica, aunque puede tomar tiempo.

"Es imposible predecir cuándo o si se construirá una computadora cuántica. Espero ver una en un laboratorio de investigación en los próximos 15 o 20 años", dijo Morley..

Pero más allá de los desafíos difíciles, las computadoras cuánticas resolverán los problemas de cómputo que aquejan a las computadoras de hoy en día, dijo Morley. "Por ejemplo, podríamos simular el comportamiento de grandes moléculas biológicas y medicamentos para encontrar nuevos medicamentos", dijo.

El documento apareció en la publicación Physical Review Letters.