Nuevo tipo de qubit para la computación cuántica

En el naciente campo de la computación cuántica, el qubit (bit cuántico) representa la unidad básica de la informática cuántica. Mientras que un bit clásico en los ordenadores actuales realiza una serie de operaciones lógicas partiendo de uno de los dos estados, cero o uno, un qubit puede existir en una superposición de ambos estados. Mientras se encuentra en este delicado estado intermedio, un qubit que funcione debidamente será capaz de comunicarse simultáneamente con muchos otros qubits y procesar múltiples flujos de información a la vez, para solucionar en un instante problemas que los ordenadores clásicos tardarían años en resolver.

Hay muchos tipos de qubits, algunos de ellos artificiales y otros que existen de forma natural. La mayoría de los qubits son notoriamente inconstantes, incapaces de mantener su superposición durante un plazo de tiempo razonable o poco dispuestos a comunicarse con otros qubits.

En cambio, un nuevo qubit, descubierto por un equipo que incluye, entre otros, a Martin Zwierlein y Thomas Hartke, ambos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, parece ser extremadamente robusto, capaz de mantener una superposición entre dos estados, incluso en medio del “ruido” ambiental, durante un período de hasta 10 segundos.

El nuevo qubit consiste en pares vibrantes de átomos conocidos como fermiones. Zwierlein y sus colegas descubrieron que cuando los pares de fermiones se enfrían y quedan atrapados en una red óptica, las partículas pueden existir simultáneamente en dos estados, el extraño fenómeno cuántico conocido como superposición. En este caso, los átomos mantienen una superposición de dos estados vibracionales distintos.

Los investigadores del MIT han encontrado una forma de almacenar información cuántica en el movimiento vibratorio de pares de átomos, algo similar al movimiento de balanceo de dos péndulos conectados por un resorte. El registro cuántico contiene cientos de pares de qubits vibratorios que los investigadores pueden controlar de forma coherente durante un período de hasta 10 segundos. (Imagen: Sampson Wilcox / RLE)

En las pruebas realizadas, el equipo fue capaz de mantener este estado de superposición entre cientos de pares de fermiones vibrantes. De este modo, Zwierlein y sus colegas consiguieron un nuevo "registro cuántico", o sistema de qubits, que parece tener la estabilidad idónea para permitir una computadora cuántica plenamente operativa. El descubrimiento sugiere que estos qubits vibratorios pueden ser una base prometedora para los ordenadores cuánticos. (Fuente: NCYT de Amazings)