Un equipo de científicos, dirigido por el profesor Winfried Hensinger de la Universidad de Sussex, ha logrado un gran avance en relación con uno de los mayores problemas que enfrenta la computación cuántica: cómo reducir los efectos perjudiciales del "ruido" ambiental en la función altamente sensible deuna computadora cuántica a gran escala.
En el mundo real, los desarrollos tecnológicos deben funcionar en condiciones imperfectas; lo que se puede probar con éxito en un laboratorio altamente controlado puede fallar cuando se presentan factores ambientales realistas, como las fluctuaciones en el voltaje de un componente electrónico o campos electromagnéticos dispersosemitido por equipos electrónicos cotidianos.
El Grupo de Tecnología Ion Quantum de la Universidad de Sussex ha logrado reducir drásticamente los efectos de dicho "ruido" ambiental que afecta a las computadoras cuánticas de iones atrapados, informando sus hallazgos en un artículo publicado hoy, jueves 1 de noviembre de 2018, en la revista Cartas de revisión física . Significa que el equipo está un paso más cerca de construir una computadora cuántica a gran escala con la capacidad de resolver problemas desafiantes del mundo real.
Las computadoras cuánticas a pequeña escala que existen actualmente solo contienen un puñado de bits cuánticos: componentes de computadoras cuánticas que almacenan información y pueden existir en múltiples estados, también conocidos como qubits. Como tal, las computadoras cuánticas actuales son lo suficientemente pequeñas como para seroperado en un entorno altamente controlado dentro de un laboratorio especializado. Sin embargo, estas máquinas no tienen la potencia de procesamiento necesaria para resolver problemas complejos debido a la cantidad limitada de qubits.
Cuando se construyan, las computadoras cuánticas a gran escala podrán resolver ciertos problemas que tomarían incluso las supercomputadoras más rápidas miles de millones de años para calcular. Para crear una computadora cuántica que pueda resolver tales problemas, los científicos necesitarán aumentar elnúmero de qubits, lo que a su vez aumentará el tamaño de la computadora cuántica. El problema es que cuantos más qubits se agreguen, más difícil será aislar la computadora de cualquier "ruido" realista que interrumpa los procesos informáticos.
El equipo de físicos de la Universidad de Sussex de Hensinger ha logrado un avance en la computación cuántica que es capaz de mitigar algunos de estos problemas. Colaboraron con el científico teórico Dr. Florian Mintert y sus colegas del Imperial College de Londres, quienes propusieron una teoría de cómo uno podría ser capazpara resolver este problema manipulando los extraños efectos cuánticos en uso dentro de una computadora cuántica. La teoría permite, haciendo uso de las extrañas propiedades de la física cuántica, la ejecución de cálculos cuánticos de tal manera que cambien los parámetros operativos iniciales dela máquina no conduce a un cambio sustancial en el resultado final del cálculo. Esto a su vez ayuda a aislar la computadora cuántica de los efectos del 'ruido' ambiental.
El Dr. Sebastian Weidt, científico principal del Grupo de Tecnología Cuántica de Iones de Sussex, explica la importancia: "Darse cuenta de que esta técnica puede tener un profundo impacto en la capacidad de desarrollar computadoras cuánticas comerciales con trampa de iones más allá de su uso en un laboratorio académico".
El equipo de Sussex se puso a trabajar para ver si realmente podían implementar esta teoría. Usaron señales complicadas de radiofrecuencia y microondas capaces de manipular los efectos cuánticos inherentes a los átomos cargados iones individuales, para demostrar esto en experimentos prácticos.La implementación se basa en la tecnología de microondas, como la presente en los teléfonos móviles. Tras meses de trabajo intensivo en el laboratorio, los científicos de Sussex han logrado hacer realidad este nuevo método, demostrando experimentalmente sus capacidades para reducir sustancialmente el efecto del "ruido".en una computadora cuántica de iones atrapados.
El profesor Hensinger, jefe del Grupo de Tecnología Ion Quantum de la Universidad de Sussex, que el año pasado presentó el primer modelo para una computadora cuántica a gran escala, dice: "Con este avance, hemos dado otro paso práctico hacia la construcción de Quantumcomputadoras que pueden albergar millones de qubits. Estas máquinas son capaces de resolver ciertos problemas que incluso la supercomputadora más rápida puede tomar miles de millones de años para calcular y ser de gran beneficio para la humanidad; pueden ayudarnos a crear nuevos productos farmacéuticos; encontrar nuevas curaspara enfermedades como la demencia; crear herramientas poderosas para el sector financiero; ser beneficioso para la agricultura, a través de una producción más eficiente de fertilizantes, entre muchas otras aplicaciones. Solo estamos comenzando a comprender el tremendo potencial de estas máquinas ".
El grupo de Hensinger ahora está utilizando esta nueva técnica al dar los toques finales a un poderoso prototipo de computadora cuántica que se encuentra actualmente en su laboratorio en la Universidad de Sussex.
Hensinger dice: "Ahora es el momento de traducir los logros académicos en la construcción de máquinas prácticas. Estamos en una posición fantástica para hacer esto en Sussex y mi equipo trabaja las 24 horas para hacer que la computación cuántica a gran escala sea una realidad futura."
Aquí hay un video de Winfried Hensinger explicando la investigación: http://www.youtube.com/watch?v=C5FNbv7DTxE
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Sussex . Original escrito por Anna Ford. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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