El trabajo de 20 millones de años realizado en solo 15 minutos, demostración espectacular de computación cuántica

Valiéndose de la computación cuántica, unos científicos han conseguido realizar en solo 15 minutos un trabajo de análisis que, de otro modo habría resultado inviable por requerir unos 20 millones de años.

El logro es obra de un equipo internacional integrado, entre otros, por Zheng-Hao Liu y Jonas Schou Neergaard‑Nielsen, de la Universidad Técnica de Dinamarca.

La modalidad de computación cuántica empleada, basada en fotones entrelazados cuánticamente, permitió determinar, con solo unas pocas mediciones, el “ruido” del sistema de prueba, algo que en la práctica era inviable mediante la computación clásica.

Los cálculos de esta clase resultan muy problemáticos en infinidad de campos de la ingeniería y de la ciencia en general: cuando se desea caracterizar un sistema físico se realizan mediciones repetidas y, con arreglo a ellas se calcula la "huella de ruido" del sistema.

El problema se agrava sobremanera en los dispositivos cuánticos. Por un lado, el “ruido” cuántico forma parte de las mediciones. Además, la cantidad de experimentos necesarios para sistemas complejos puede aumentar exponencialmente con el tamaño del sistema, por lo que rápidamente se vuelve impráctico o incluso imposible llevar a cabo todas las comprobaciones necesarias. Los investigadores se propusieron encontrar otra forma de realizar esta labor. Para ello recurrieron a fotones entrelazados cuánticamente.

Parte del sistema de computación cuántica fotónica empleado. (Foto: Jonas Schou Neergaard-Nielsen)

El entrelazamiento cuántico es un concepto clave de la mecánica cuántica. Al usar fotones, se da cuando dos de ellos están “conectados”, sin importar la distancia física que les separe, hasta el punto de que la medición de uno revela información instantánea sobre el otro.

"Construimos un proceso que podemos controlar y a continuación nos planteamos una pregunta sencilla: ¿Reduce el entrelazamiento cuántico la cantidad de mediciones necesarias para conocer bien un sistema de este tipo? Y la respuesta es sí, considerablemente. Averiguamos el comportamiento detallado de nuestro sistema en 15 minutos, mientras que un enfoque clásico comparable habría exigido unos 20 millones de años", resume Ulrik Lund Andersen, del equipo de investigación y desarrollo.

Zheng-Hao Liu, Ulrik Lund Andersen y sus colegas exponen los detalles técnicos de su experimento en la revista académica Science, bajo el título “Quantum learning advantage on a scalable photonic platform”. (Fuente: NCYT de Amazings)