Investigadores establecen el récord mundial de innovación en computación cuántica

Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) ha establecido un récord mundial de innovación en computación cuántica. R. Tyler Sutherland, profesor asistente en el Departamento de Física y Astronomía de la Facultad de Ciencias y en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería y Diseño Integrado, desarrolló una nueva teoría para el experimento que estableció el récord.

Sutherland tiene experiencia en investigación en óptica cuántica, y obtuvo su doctorado en la Universidad de Purdue. Luego se trasladó al Laboratorio Nacional Lawrence Livermore para su investigación postdoctoral, y su trabajo incluyó aplicaciones experimentales para computadoras cuánticas.

El récord mundial

El equipo estableció el récord mundial para la puerta de entrelazamiento más precisa jamás demostrada sin láseres. Una puerta de entrelazamiento crea una operación en el segundo de dos qubits que depende del estado del primero.

El artículo que detalla el nuevo logro en computación cuántica se publicó en la revista científica Nature. Se titula “Control universal de qubits de iones atrapados sin láser de alta fidelidad”.

“Por ejemplo, si el estado del qubit A es 0, una puerta de entrelazamiento no hace nada con el qubit B, pero si el estado del qubit A es 1, entonces la puerta invierte el estado del qubit B de 0 a 1 o de 1 a 0”, dijo. “El nombre proviene del hecho de que esto puede generar una propiedad mecánica cuántica llamada ‘entrelazamiento’ entre los qubits”.

Puertas de entrelazamiento “sin láser”

Según Sutherland, las computadoras cuánticas se vuelven más fáciles de usar y más rentables cuando las puertas de entrelazamiento se hacen “sin láser”. En comparación con los decenas de miles de dólares que cuesta un láser, el precio de un circuito integrado es mucho menor, y realiza las mismas acciones.

“Los métodos de puerta sin láser no tienen los inconvenientes de la dispersión de fotones, la energía, el costo y la calibración que suelen estar asociados con el uso de láseres”, dijo Sutherland. “Este método de puerta alternativa coincide con la precisión de los láseres utilizando microondas, que son menos costosas y más fáciles de calibrar”.

De las muchas aplicaciones revolucionarias y prometedoras de las computadoras cuánticas, una de las más grandes es su capacidad para simular procesos mecánicos cuánticos. Esto podría ser algo como reacciones químicas, y podría reducir exponencialmente los ensayos y errores experimentales necesarios para resolver ciertos problemas. Las computadoras cuánticas pueden resolver algunos de los problemas más complejos de la informática, y pueden hacerlo mucho más rápido que los supercomputadores clásicos.

“En general, el objetivo de mi investigación es aumentar el control humano sobre la mecánica cuántica”, dijo Sutherland. “Dar a las personas el poder sobre una parte diferente de la naturaleza les brinda una nueva herramienta. Lo que eventualmente construirán con ella es incierto”.