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Lunes, 13 mayo 2013
Física

El uso de condensados de Bose-Einstein para comunicación entre computadoras cuánticas

Las computadoras cuánticas realizarán ciertos tipos de operaciones con mucha mayor rapidez que los ordenadores convencionales. Pero hay que superar bastantes retos antes de que estas máquinas ultrarrápidas estén disponibles, entre ellos, la pérdida de orden en los sistemas, un problema conocido como decoherencia cuántica, que empeora a medida que crece la cantidad de bits en una computadora cuántica.

Una solución propuesta es dividir el cómputo entre varias computadoras cuánticas pequeñas que trabajarían juntas de un modo comparable a cómo los módulos de las supercomputadoras multinúcleo de la actualidad cooperan para efectuar operaciones digitales enormes. Las computadoras cuánticas individuales de un sistema así podrían intercambiar información cuántica usando condensados de Bose-Einstein, que son nubes de átomos ultrafríos en las cuales todos los átomos están exactamente en el mismo estado cuántico. Este enfoque podría superar el problema de la decoherencia al reducir la cantidad de bits necesarios para una computadora individual.

Ahora, un equipo de físicos del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en la ciudad de Atlanta, Estados Unidos, ha examinado cómo podría funcionar esta comunicación con condensados de Bose-Einstein. Los investigadores determinaron la cantidad de tiempo necesario para que la información cuántica se propague a través de su condensado de Bose-Einstein, estableciendo en esencia la velocidad máxima a la que se podrían comunicar esas pequeñas computadoras cuánticas.

El equipo de Chandra Raman, Carlos Sa De Melo, Anshuman Vinit y Eva Bookjans, realizó su experimento con un condensado de Bose-Einstein gaseoso compuesto por hasta tres millones de átomos de sodio enfriados hasta casi el Cero Absoluto.

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Un equipo de investigadores del Georgia Tech ajusta instrumental usado para estudiar un condensado de Bose-Einstein gaseoso compuesto por átomos de sodio. Aparecen en la imagen, de izquierda a derecha, Carlo Samson, Chandra Raman y Anshuman Vinit. (Foto: Gary Meek / Georgia Tech)

Los investigadores constataron que la propagación se produce en una escala de tiempo que va de diez a cien milisegundos. Ésta es la velocidad a la que la información cuántica fluye de forma natural a través de este tipo de sistemas. Si se usara este medio para comunicación cuántica, ésa sería su escala de tiempo natural y lo que determinaría el tiempo requerido para realizar otros procesos.

En definitiva, los resultados de este experimento podrían ayudar a los científicos a anticipar la velocidad de operación de un sistema de computación cuántica compuesto por muchos núcleos que se comunicasen a través de un condensado de Bose-Einstein.

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