Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarle el uso de la web mediante el análisis de sus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúa navegando, consideramos que acepta nuestra Política de cookies .

Actualidad científica

Síguenos
  • Google+
  • RSS
  • Investigación y Ciencia
  • Enero 2018Nº 496
Apuntes

Computación

Gratuito

¿Más cerca de los ordenadores cuánticos?

Dos nuevos diseños de qubits podrían allanar el camino hacia la computación cuántica funcional.

Menear

Se cree que los ordenadores cuánticos superarán con creces a los ordinarios en la resolución de varios problemas importantes. Sin embargo, su construcción se enfrenta a un obstáculo de primer orden: las unidades computacionales básicas, los bits cuánticos, o qubits, son frágiles y difíciles de controlar, y el calor y otros factores ambientales los corrompen con facilidad. Ahora, dos propuestas recientes podrían ayudar a solventar tales inconvenientes.

Los bits tradicionales representan, o bien un uno, o bien un cero. Un solo qubit, sin embargo, puede incorporar ambos valores a la vez, algo posible gracias al principio de superposición cuántica. Según este, una partícula como el electrón puede quedar descrita por una combinación simultánea de dos o más estados (por ejemplo, su espín, o sentido de giro intrínseco, puede apuntar «hacia arriba», «hacia abajo», o corresponder a una mezcla de ambas orientaciones). Los qubits constan de superposiciones de ese tipo en un sistema con dos estados principales. Otra propiedad cuántica de interés en computación es el entrelazamiento, el cual permite que las propiedades de dos partículas distantes permanezcan coordinadas aunque una y otra no puedan comunicarse. En principio, un ordenador cuántico de 300 qubits podría abarcar más combinaciones de estados que átomos hay en el universo observable.

Hoy por hoy, los qubits basados en el espín de una partícula deben estar separados por una distancia no mayor de unos 15 nanómetros, ya que en caso contrario el entrelazamiento se pierde. En un trabajo reciente, Andrea Morello, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, y sus colaboradores afirman haber diseñado un qubit que permite separaciones de hasta 500 nanómetros, lo que deja un margen mucho mayor para controlarlos. Para crear uno de estos qubits, apodados «biestables» (flip-flop) por los autores, es necesario separar ligeramente un electrón de su núcleo atómico. Ello genera una polaridad en el átomo, lo que permite que este pueda interaccionar con otros similares a una distancia mayor de lo habitual. Los resultados fueron publicados el pasado mes de septiembre en Nature Communications.

El segundo diseño de qubit se basa en el concepto de cuasipartícula, o partícula efectiva: las excitaciones cuánticas que describen el comportamiento colectivo de los electrones en un material. En un trabajo publicado en agosto en Nature, investigadores de la Universidad Técnica de Delft y de la de Eindhoven presentaron un esquema para llevar a cabo el «trenzado» de cuasipartículas (quantum braiding); es decir, para intercambiar sus posiciones. En estos casos, la distancia entre ellas disminuye la probabilidad de que los efectos ambientales degraden ambas a la vez, lo que en principio dota de mayor estabilidad a los qubits asociados, explica Hao Zhang, físico cuántico de Delft y uno de los autores principales del estudio.

Ambos equipos esperan poder crear pronto versiones operativas de los nuevos qubits. «Creo que es muy emocionante que los científicos sigan ensayando nuevas rutas para construir ordenadores cuánticos a gran escala», asegura Seth Lloyd, experto en computación cuántica del Instituto de Tecnología de Massachusetts que no participó en ninguno de los dos trabajos.

 

Apunte6_0118_Infografia.jpg

Puede conseguir el artículo en:

Artículos relacionados

Revistas relacionadas