Un equipo de ingenieros australianos ha demostrado, con el puntaje más alto jamás obtenido, que una versión cuántica de código de computadora puede ser escrita y manipulada, usando dos bits cuánticos en un microchip de silicio. El avance elimina las dudas persistentes de que tales operacionesse puede hacer de manera lo suficientemente confiable como para permitir que las poderosas computadoras cuánticas se conviertan en realidad.
El resultado, obtenido por un equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur de Australia UNSW en Sydney, aparece en la revista internacional Nanotecnología de la naturaleza .
El código cuántico escrito en UNSW se basa en una clase de fenómenos llamados entrelazamiento cuántico, que permite fenómenos aparentemente contraintuitivos como la medición de una partícula que afecta instantáneamente a otra, incluso si están en extremos opuestos del universo.
"Este efecto es famoso por desconcertar a algunos de los pensadores más profundos en el campo, incluido Albert Einstein, quien lo llamó 'acción espeluznante a distancia'", dijo el profesor Andrea Morello, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Telecomunicaciones de la UNSW yGerente de programa en el Centro de Computación Cuántica y Tecnología de Comunicación, quien dirigió la investigación. "Einstein era escéptico sobre el enredo, porque parece contradecir los principios de 'localidad', lo que significa que los objetos no pueden ser influenciados instantáneamente desde la distancia".
Desde entonces, los físicos han luchado por establecer un límite claro entre nuestro mundo cotidiano, que se rige por la física clásica, y esta extrañeza del mundo cuántico. Durante los últimos 50 años, la mejor guía para ese límite ha sido un teorema llamadoDesigualdad de Bell, que establece que ninguna descripción local del mundo puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica.
La desigualdad de Bell exige una prueba muy estricta para verificar si dos partículas están realmente enredadas, conocida como la 'prueba de Bell', llamada así por el físico británico que ideó el teorema en 1964.
"El aspecto clave de la prueba de Bell es que es extremadamente implacable: cualquier imperfección en el protocolo de preparación, manipulación y lectura hará que las partículas fallen la prueba", dijo el Dr. Juan Pablo Dehollain, investigador asociado de la UNSW quecon la Dra. Stephanie Simmons fue autora principal de la Nanotecnología de la naturaleza papel
"Sin embargo, hemos logrado pasar la prueba, y lo hemos hecho con la 'puntuación' más alta jamás registrada en un experimento", agregó.
En el experimento UNSW, las dos partículas cuánticas involucradas son un electrón y el núcleo de un solo átomo de fósforo, colocado dentro de un microchip de silicio. Estas partículas están, literalmente, una encima de la otra: el electrón orbita alrededor del núcleo.Por lo tanto, no existe ninguna complicación derivada de lo espeluznante de la acción a distancia.
Sin embargo, la importancia del experimento UNSW es que crear estos estados entrelazados de dos partículas equivale a escribir un tipo de código de computadora que no existe en las computadoras cotidianas. Por lo tanto, demuestra la capacidad de escribir una versión puramente cuántica de código de computadora, usando dos bits cuánticos en un microchip de silicio, un tablón clave en la búsqueda de las computadoras cuánticas súper potentes del futuro.
"Pasar la prueba de Bell con una puntuación tan alta es la prueba más sólida posible de que tenemos el funcionamiento de una computadora cuántica completamente bajo control", dijo Morello. "En particular, podemos acceder al tipo de código puramente cuántico que requiereel uso del delicado entrelazamiento cuántico entre dos partículas ".
En una computadora normal, usando dos bits uno, podría escribir cuatro palabras de código posibles: 00, 01, 10 y 11. En una computadora cuántica, en cambio, también se puede escribir y usar 'superposiciones' de las palabras de código clásicas, comocomo 01 + 10 o 00 + 11. Esto requiere la creación de entrelazamiento cuántico entre dos partículas.
"Estos códigos son perfectamente legítimos en una computadora cuántica, pero no existen en una clásica", dijo Stephanie Simmons, investigadora de UNSW Research, coautora del artículo. "Esta es, en cierto sentido, la razón por la cual las computadoras cuánticaspuede ser mucho más poderoso: con la misma cantidad de bits, nos permiten escribir un código de computadora que contiene muchas más palabras, y podemos usar esas palabras adicionales para ejecutar un algoritmo diferente que alcanza el resultado en un número menor de pasos"
Morello destacó la importancia de lograr el avance utilizando un chip de silicio: "Lo que encuentro fascinante sobre este experimento es que este 'código de computadora cuántico' aparentemente inocuo - 01 + 10 y 00 + 11 - ha intrigado, confundidas y enfurecidas generaciones de físicos en los últimos 80 años.
"Ahora, hemos demostrado sin lugar a dudas que podemos escribir este código dentro de un dispositivo que se asemeja a los microchips de silicio que tiene en su computadora portátil o su teléfono móvil. Es un verdadero triunfo de la ingeniería eléctrica", agregó.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Original escrito por Wilson da Silva. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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