Los investigadores de la Universidad de Yale han demostrado uno de los pasos clave en la construcción de la arquitectura para computadoras cuánticas modulares: la "teletransportación" de una puerta cuántica entre dos qubits, bajo demanda.
Los hallazgos aparecen en línea el 5 de septiembre en la revista Naturaleza .
El principio clave detrás de este nuevo trabajo es la teletransportación cuántica, una característica única de la mecánica cuántica que se ha utilizado previamente para transmitir estados cuánticos desconocidos entre dos partes sin enviar físicamente el estado en sí. Utilizando un protocolo teórico desarrollado en la década de 1990, los investigadores de Yaledemostró experimentalmente una operación cuántica, o "puerta", sin depender de ninguna interacción directa. Estas puertas son necesarias para la computación cuántica que se basa en redes de sistemas cuánticos separados, una arquitectura que, según muchos investigadores, puede compensar los errores inherentes a la cuántica.procesadores de computación.
A través del Instituto Yale Quantum, un equipo de investigación de Yale dirigido por el investigador principal Robert Schoelkopf y el ex alumno graduado Kevin Chou está investigando un enfoque modular para la computación cuántica. Modularidad, que se encuentra en todo, desde la organización de una célula biológica hasta la redDe acuerdo con los investigadores, la arquitectura modular cuántica consiste en una colección de módulos que funcionan como pequeños procesadores cuánticos conectados a una red más grande.
Los módulos en esta arquitectura tienen un aislamiento natural entre sí, lo que reduce las interacciones no deseadas a través del sistema más grande. Sin embargo, este aislamiento también hace que realizar operaciones entre módulos sea un desafío distinto, según los investigadores. Las puertas teletransportadas son una forma de implementaroperaciones del módulo.
"Nuestro trabajo es la primera vez que se demuestra este protocolo donde la comunicación clásica se produce en tiempo real, lo que nos permite implementar una operación 'determinista' que realiza la operación deseada cada vez", dijo Chou.
Las computadoras cuánticas totalmente útiles tienen el potencial de alcanzar velocidades de cómputo que son órdenes de magnitud más rápidas que las supercomputadoras actuales. Los investigadores de Yale están a la vanguardia de los esfuerzos para desarrollar las primeras computadoras cuánticas completamente útiles y han realizado un trabajo pionero en computación cuántica con circuitos superconductores.
Los cálculos cuánticos se realizan a través de datos delicados llamados qubits, que son propensos a errores. En los sistemas cuánticos experimentales, los qubits "lógicos" son monitoreados por qubits "auxiliares" para detectar y corregir errores de inmediato. "Nuestro experimento también esla primera demostración de una operación de dos qubits entre qubits lógicos ", dijo Schoelkopf." Es un hito hacia el procesamiento de información cuántica usando qubits corregibles por error ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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