Los investigadores de Rockstar Quantum, el Dr. Asaad Serwan, el profesor Andrea Morello y el Dr. Mateusz Madzik (de izquierda a derecha). Foto Kearon de Clouet vía UNSW.

By Gabriella Skoff | Computing

Una de las preguntas más importantes sobre la computación cuántica no es el cuándo, sino el cómo. Sin embargo, la respuesta a ambas preguntas sigue siendo desconocida. En la actualidad, existen tres enfoques principales para construir un ordenador cuántico útil: la computación cuántica superconductora, la de iones atrapados y la de silicio. Cada uno de estos enfoques presenta una serie de ventajas y desafíos únicos, pero uno de los obstáculos más importantes en todos ellos es la corrección de errores.

Este mes, un equipo de investigadores de la Universidad australiana de Nueva Gales del Sur (UNSW), dirigido por el profesor Andrea Morello, ha logrado un gran avance en la computación cuántica sin errores utilizando tecnología basada en el silicio. El grupo logró una operación de espín nuclear de 1 bit cuántico (qubit) con una fidelidad de hasta el 99,95 por ciento, y una operación de 2 qubits en un sistema de 3 qubits con una precisión de hasta el 99,37.

Su trabajo es uno de los tres publicados en Nature, junto con los resultados de equipos de los Países Bajos y Japón. En conjunto, los tres trabajos demuestran que la computación cuántica robusta y fiable en silicio es un camino realista hacia un ordenador cuántico escalable y universal.

Como ya hemos escrito en otras ocasiones, la escalabilidad sigue siendo el mayor reto técnico que debe superar la computación cuántica. Esto se debe a que los qubits -la unidad básica de información en los sistemas operativos cuánticos- son increíblemente frágiles y mantenerlos en un estado coherente de superposición requiere un aislamiento absoluto de cualquier interferencia externa. Hasta la más mínima vibración puede anular las propiedades cuánticas de un sistema. Aunque cada enfoque de la computación cuántica pretende alcanzar este objetivo utilizando un método diferente, Morello y su equipo se basan en las propiedades únicas del silicio para crear un entorno lo suficientemente estable como para preservar la información cuántica.

Su reciente trabajo demuestra una vida útil de 35 segundos de preservación. Aunque no parezca una cantidad de tiempo notablemente larga, «en el mundo cuántico, 35 segundos es una eternidad», dice Morello. En comparación con el tiempo de conservación de cien microsegundos demostrado por los ordenadores cuánticos superconductores de los líderes del sector, Microsoft e IBM, 35 segundos parecen una eternidad.

Como suele ocurrir con la cuántica, el avance viene acompañado de una advertencia irónica: el aislamiento absoluto que proporciona el enfoque implica que el sistema es incapaz de realizar operaciones más allá de un qubit. Para poner esto en perspectiva, la mayoría de los investigadores coinciden en que probablemente se necesitarán millones de qubits para que los ordenadores cuánticos sean útiles en aplicaciones como el desarrollo de fármacos.

No obstante, Morello y su equipo han demostrado un importante hallazgo en el mundo de la informática cuántica: los qubits pueden controlarse con precisión utilizando silicio. Su avance también implica que los futuros ordenadores cuánticos pueden aprovechar la infraestructura de fabricación existente utilizando chips cuánticos compatibles con las actuales fábricas de chips de silicio. Esta investigación allana el camino para el desarrollo de un procesador cuántico universal basado en el silicio, lo que nos acerca un poco más a la informática cuántica útil.

Fuente: https://projectqsydney.com/