la versión original de esta historia apareció en Revista Quanta.
No es fácil estudiar sistemas cuánticos: conjuntos de partículas que siguen las reglas contraintuitivas de la mecánica cuántica. El principio de incertidumbre de Heisenberguna piedra angular de la teoría cuántica, dice que es imposible medir simultáneamente la posición exacta de una partícula y su velocidad, información bastante importante para comprender lo que está sucediendo.
Para estudiar, digamos, un conjunto particular de electrones, los investigadores deben ser inteligentes al respecto. Podrían tomar una caja de electrones, tocarla de varias maneras y luego tomar una instantánea de cómo se ve al final. Al hacerlo, esperan reconstruir la dinámica cuántica interna en funcionamiento.
Pero hay un problema: no pueden medir todas las propiedades del sistema al mismo tiempo. Entonces iteran. Comenzarán con su sistema, pincharán y luego medirán. Entonces lo volverán a hacer. En cada iteración, medirán un nuevo conjunto de propiedades. Cree suficientes instantáneas y aprendizaje automático Los algoritmos pueden ayudar a reconstruir todas las propiedades del sistema original, o al menos acercarse mucho.
Este es un proceso tedioso. Pero en teoría, computadoras cuánticas podría ayudar. Estas máquinas, que funcionan según reglas cuánticas, tienen el potencial de ser mucho mejores que las computadoras comunes a la hora de modelar el funcionamiento de sistemas cuánticos. También pueden almacenar información no en la memoria binaria clásica, sino en una forma más compleja llamada memoria cuántica. Esto permite descripciones de partículas mucho más ricas y precisas. También significa que la computadora podría mantener múltiples copias de un estado cuántico en su memoria de trabajo.
Hace unos años, un equipo del Instituto de Tecnología de California demostrado que ciertos algoritmos que usan memoria cuántica requieren exponencialmente menos instantáneas que los algoritmos que no la usan. Su método supuso un gran avance, pero requirió una cantidad relativamente grande de memoria cuántica.
Esto es algo decisivo, porque en la práctica, la memoria cuántica es difícil de conseguir. Una computadora cuántica está hecha de bits cuánticos interconectados llamados qubits, y los qubits se pueden usar para computación o memoria, pero no para ambas cosas.
Ahora, dos equipos independientes han ideado formas de arreglárselas con mucha menos memoria cuántica. en el primero papel, Sitan Chenun científico informático de la Universidad de Harvard, y sus coautores demostraron que solo dos copias del estado cuántico podrían reducir exponencialmente la cantidad de veces que necesitas tomar una instantánea de tu sistema cuántico. En otras palabras, casi siempre vale la pena invertir en memoria cuántica.