El concepto artístico de una computadora cuántica
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Un bit cuántico inspirado en el gato de Schrödinger ha logrado resistirse a cometer errores durante un tiempo inusualmente largo en un experimento de computación cuántica. Esto puede convertirlo en un componente prometedor para Computadoras cuánticas más confiables en el futuro.
Los investigadores han creído durante mucho tiempo que las computadoras cuánticas pueden resolver problemas que son imposible para ordenadores convencionales, pero hasta ahora ha habido muy pocas demostraciones de tal capacidad. Esto se debe a que las computadoras cuánticas tienden a cometer errores mientras calculan, pero construir una computadora cuántica lo suficientemente potente como para corregir sus propios errores es técnicamente difícil.
Zaki Leghtas en la École Normale Supérieure en Francia y sus colegas, en colaboración con la startup de computación cuántica Alicia y Bobhan creado ahora un bit cuántico, o qubit, que evita cometer un tipo de error particularmente común durante un tiempo sin precedentes de 10 segundos.
Hicieron su qubit atrapando luz en un pequeño agujero en un chip lleno de pequeños circuitos hechos de cables perfectamente conductores (o “superconductores”). La luz podría oscilar de dos maneras diferentes dentro del agujero. Pero en lugar de obligarlo a oscilar en una sola dirección, el equipo lo obligó a hacer ambas cosas: creando una superposición cuántica similar al que involucra al gato en El famoso experimento mental de Erwin Schrödinger. En consecuencia, este tipo de qubit se denomina “qubit gato”.
Leghtas dice que durante más de 10 años, los físicos han teorizado que es particularmente improbable que los qubits cat cometan los llamados errores de inversión de bits, que son equivalentes a que los ceros digitales en una computadora convencional se conviertan espontáneamente en unos, o viceversa. Pero demostrar que los qubits de gatos en el laboratorio son tan resistentes a los bit-flips no es sencillo.
Durante varios años, dice que él y sus colegas detectaron errores de cambio de bit en su qubit cat cada pocos milisegundos. Sin embargo, recientemente se dieron cuenta de que muchos de estos errores en realidad eran inducidos por la forma en que se realizaban. midiendo los estados del qubit gato. Rediseñar ese proceso los llevó a un gran salto técnico: su qubit cat ahora puede funcionar durante 10 segundos sin cambio de bits, lo cual es 10.000 veces más que en cualquier experimento anterior.
Hasta ahora, los investigadores solo han construido un qubit cat con esta propiedad, pero construir más podría ser un paso hacia computadoras cuánticas confiables y útiles. Esto se debe a que una computadora construida con cat qubits podría dedicar más de ellos a la computación, en lugar de reservar solo unos pocos para la computación y usar los demás para correcto Errores de inversión de bits en los qubits computacionales. Leghtas dice que el uso de estos qubits cat podría reducir la cantidad de qubits necesarios para error de corrección aproximadamente 10 veces en comparación con otros diseños de qubit que involucran circuitos superconductores.
Christian Anderson de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos dice que si bien 10 segundos entre cambios de bit es un tiempo muy largo para un qubit, no es la única propiedad del qubit que importa. Existe un equilibrio entre hacer que el qubit cat sea más resistente a los errores de cambio de bits y hacer que, sin darse cuenta, se vuelva más propenso a otros tipos de errores. Los estudios futuros tendrán que encontrar la forma más práctica de abordar este problema, afirma.
“Esto es realmente genial, es un buen progreso, pero también hay muchos desafíos”, dice Andersen.
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