El camino hacia supremacía cuántica Se complica con un desafío de cuento de hadas: ¿cómo llevar una nube sin cambiar su forma?
La posible solución suena casi tan fantástica como el problema. Podrías guiar a la nube para que baile mientras viaja, al ritmo de un material único conocido como cristal del tiempo.
Krzysztof Giergiel y Krzysztof Sacha de la Universidad Jagellónica de Polonia y Peter Hannaford de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Australia proponen un nuevo tipo de circuito “temporal” que podría estar a la altura de la tarea de preservar los estados nebulosos de los qubits a medida que son transportados a través de las tempestades de la lógica cuántica.
A diferencia de las descripciones de objetos que tienen ubicaciones y movimientos claramente definidos, una perspectiva cuántica de la misma partícula describe características como su posición, momento y giro como un borrón de probabilidades.
Esta “nube” de posibilidades se entiende mejor de forma aislada. Una vez que la La partícula interactúa con su entorno. su abanico de posibilidades cambia como las probabilidades de que un corredor gane la carrera de 100 metros en los Juegos Olímpicos, hasta que finalmente sólo se observa un resultado.
Así como una computadora clásica puede utilizar los estados binarios de las partículas como interruptores de encendido y apagado en puertas lógicas, computadoras cuánticas Teóricamente se puede explotar la dispersión de incertidumbres en una partícula para resolver rápidamente sus propios tipos de algoritmosmuchos de los cuales serían poco prácticos o incluso imposibles de resolver a la antigua usanza.
El desafío consiste en preservar la coherencia de esa nube cuántica de posibilidades, denominada qubit. Durante el mayor tiempo posible. Con cada golpe, Cada brisa electromagnéticaconlleva un mayor riesgo de errores que arruinen el proceso de cálculo de números.
Las computadoras cuánticas prácticas requieren cientos, si no miles, de qubits para permanecer intactos durante períodos prolongados, lo que convierte un sistema a gran escala en un desafío monumental.
Los investigadores han buscado diversas formas de hacer computación cuántica más robusto, ya sea bloqueando qubits individuales para Protéjalos de la decoherencia para construir redes de seguridad a su alrededor.
Ahora los físicos Giergiel, Sacha y Hannaford han descrito un nuevo enfoque que convierte a las computadoras cuánticas en una sinfonía de qubits guiada por la batuta de un tipo muy extraño de director.
Los cristales de tiempo son materiales que se transforman en patrones repetidos con el tiempo. Teorizados como curiosidades hace poco más de una década, desde entonces se han desarrollado versiones de estos sistemas de “tictac” utilizando el suave empujón de un láser y grupos de átomos ultrafríos, donde ráfagas de luz envían partículas en oscilaciones periódicas que desafían la sincronización del láser.
en un papel Disponible en el pre- revisión por pares En el servidor arXiv, el trío de físicos propone utilizar la periodicidad única de un cristal de tiempo como base para un nuevo tipo de circuito “temporotrónico”. Utilizada para guiar las delicadas ondas de un gran número de cúbits cargados de información, esta periodicidad podría ayudar a reducir las colisiones accidentales que son responsables de muchos errores.
Un circuito temporal de este tipo de qubits en constante deriva haría más fácil dirigir casi cualquier partícula de la computadora en el camino de otra, entrelazando sus posibilidades cuánticas de maneras útiles en lugar de imponer errores.
Aunque la propuesta sigue siendo puramente teórica, el equipo demostró cómo la física de grupos de iones de potasio enfriados a temperaturas cercanas a la absoluta y dirigidos por un pulso láser podría proporcionar una “orquesta” para que los qubits bailen el vals.
Traducir la idea a una práctica a gran escala. computadora cuántica Requeriría años de innovación y experimentación, si es que funciona.
Sin embargo, ahora que sabemos al menos Existen algunos tipos de cristales de tiempo. y puede usarse con fines prácticos, el desafío de transportar una nube podría no ser una búsqueda de cuento de hadas después de todo.
Este estudio está disponible en el servidor de revisión previa por pares. arXiv.