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Un procesador cuántico tejido con luz

26.10.2019

Un equipo internacional de científicos ha fabricado un procesador para una computadora cuántica universal, creando un estado de clúster lo suficientemente grande por primera vez en 20 años de investigación en esta área.

Las computadoras cuánticas prometen resolver problemas demasiado complejos para las máquinas clásicas, pero necesitan muchos componentes para hacerlo, y todos deben ser relativamente precisos. Las computadoras cuánticas modernas todavía son demasiado pequeñas y, a menudo, cometen errores. Un nuevo diseño de cúmulos de estados, propuesto por científicos de Australia, Japón y EE. UU., proporciona la escala necesaria y, finalmente, puede superar a las computadoras clásicas.

Los estados de clúster son un conjunto de componentes cuánticos entrelazados que realizan cálculos cuánticos. Para ser útil para resolver problemas reales, un estado de clúster debe ser lo suficientemente grande y tener la estructura de entrelazamiento correcta. Sin embargo, en los 20 años desde que se propusieron, los científicos no han podido lograr ambas cosas al mismo tiempo, explicó Nicholas Menicucci, de la Universidad de Melbourne. "Fuimos los primeros en lograr ambas cosas", dijo.

Para obtener estados de racimo, los cristales creados de una manera especial convierten la luz láser ordinaria y la luz cuántica, la llamada luz comprimida. Que luego se teje en un estado de racimo con una red de espejos, divisores de haz y fibras ópticas.

Este diseño permite la generación de un enorme estado de clúster bidimensional con la capacidad de escalar, lo suficiente como para crear una computadora cuántica universal. Aunque el nivel de compresión, una medida de calidad, es aún demasiado bajo para resolver problemas prácticos, el esquema propuesto permitirá alcanzar altos niveles de compresión.

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El principio del nuevo sistema radica en la organización especial del entorno de comunicación, que aumenta el rendimiento de las operaciones computacionales realizadas por los qubits informáticos.

"Cualquier algoritmo arbitrario se puede implementar en nuestra plataforma con la entrada correcta, a saber, qubits ópticos. La computadora es completamente programable", explicó el líder del proyecto, Mikkel Vilsbell Larsen.
Uno de los ingenieros también agregó que este desarrollo es muy superior a los sistemas superconductores tradicionales, ya que utilizan una cantidad limitada de qubits, mientras que el sistema óptico DTU permite usar una cantidad casi ilimitada de qubits para resolver problemas.

Al mismo tiempo, el complejo no necesita estar equipado con una potente unidad de refrigeración, el trabajo se puede realizar incluso a temperatura ambiente.

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