Avance clave hacia ordenadores cuánticos tolerantes a fallos

La computación cuántica tiene un potencial inmenso, que puede llegar a permitirles a los ordenadores cuánticos realizar en minutos cálculos que a los más potentes superordenadores convencionales les llevaría años. Sin embargo, el hardware necesario para la computación cuántica es muy sensible a perturbaciones indeseadas que provocan fallos. Este es uno de los principales obstáculos para el avance de la computación cuántica. Un logro reciente podría superar ese obstáculo, logrando ordenadores cuánticos mucho más resistentes a fallos que los prototipos actuales.

Una de las arquitecturas más prometedoras para las computadoras cuánticas se basa en el acoplamiento de fotones, que son partículas de luz portadoras de información cuántica, con átomos artificiales, unidades de materia que suelen utilizarse para almacenar información en un ordenador cuántico. La precaria estabilidad de ese acoplamiento, debido a la propensión mencionada, podría solucionarse gracias a un avance tecnológico reciente.

Este avance es obra de un equipo integrado, entre otros, por Kevin O’Brien, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos; y Yufeng Ye, antes en el MIT y ahora en el Centro de Computación Cuántica de la empresa Amazon Web Services, en Estados Unidos.

O'Brien, Ye y sus colegas han demostrado lo que consideran el acoplamiento no lineal luz-materia más robusto logrado hasta ahora en un sistema cuántico.

Los investigadores utilizaron una novedosa arquitectura de circuitos superconductores para demostrar que el acoplamiento no lineal luz-materia es aproximadamente un orden de magnitud más fuerte que el conseguido en demostraciones anteriores. Con esta nueva arquitectura, un procesador cuántico podría funcionar unas 10 veces más rápido, sin sufrir errores.

Recreación artística sobre el concepto de computación cuántica. (Imagen: Christine Daniloff, MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

Aún queda mucho trabajo por hacer antes de que la nueva arquitectura pueda utilizarse en un ordenador cuántico real, pero la demostración de la física fundamental subyacente en el proceso es un paso importante en la dirección correcta.

O’Brien, Ye y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Near-ultrastrong nonlinear light-matter coupling in superconducting circuits”. (Fuente: NCYT de Amazings)