Investigadores de la Universidad de Syracuse, en colaboración con colaboradores de la Universidad de Wisconsin UW -Madison, han desarrollado una nueva técnica para medir el estado de bits cuánticos, o qubits, en una computadora cuántica.
Sus hallazgos son el tema de un artículo en ciencia revista Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, 2018, que detalla los esfuerzos experimentales involucrados en la creación de dicha técnica.
El Grupo Plourde, dirigido por Britton Plourde, profesor de física en la Facultad de Artes y Ciencias de Syracuse A&S, se especializa en la fabricación de dispositivos superconductores y su medición a bajas temperaturas.
Gran parte de su trabajo involucra qubits, que son sistemas que siguen las extrañas leyes de la mecánica cuántica. Estas leyes permiten que los qubits existan en superposiciones de sus dos estados cero y uno, en contraste con los bits digitales en las computadoras convencionales que existen enun solo estado
Plourde dice que la superposición, cuando se combina con el enredo "otro aspecto contraintuitivo de la mecánica cuántica", conduce a la posibilidad de algoritmos cuánticos con innumerables aplicaciones.
"Estos algoritmos pueden abordar ciertos problemas que son imposibles de resolver en las supercomputadoras más potentes de la actualidad", explica. "Las áreas potenciales afectadas por el procesamiento de información cuántica incluyen el desarrollo farmacéutico, la ciencia de los materiales y la criptografía".
Los esfuerzos intensivos y continuos a escala industrial de los equipos de Google e IBM han llevado recientemente a procesadores cuánticos con aproximadamente 50 qubits. Estos qubits consisten en circuitos de microondas superconductores enfriados a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Sin embargo, construir una computadora cuántica lo suficientemente potente como para abordar problemas importantes requerirá al menos varios cientos de qubits, probablemente muchos más, dice Plourde.
El enfoque actual de vanguardia para medir qubits involucra amplificadores criogénicos de bajo ruido y hardware y electrónica de microondas a temperatura ambiente, todos los cuales son difíciles de escalar a conjuntos de qubit significativamente más grandes. El enfoque descrito en ciencia toma una táctica diferente
"Nos enfocamos en detectar fotones de microondas", dice Plourde, también editor en jefe de Transacciones IEEE en Superconductividad Aplicada Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos. "Nuestro enfoque reemplaza la necesidad de un amplificador criogénico, y podría extenderse, de manera directa, hacia la eliminación de gran parte del hardware necesario a temperatura ambiente también ".
Plourde dice que la técnica desarrollada conjuntamente en Syracuse y UW-Madison podría eventualmente permitir escalar a procesadores cuánticos con millones de qubits. Este proceso es el tema de un artículo anterior de Plourde y sus colaboradores en Ciencia y tecnología cuántica IOP Publishing, 2018.
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Materiales proporcionado por Universidad de Syracuse . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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