Nuevo y revolucionario enfoque de diseño para memorias cuánticas

La invención reciente de una nueva forma de diseñar memorias para computación cuántica, nos permite estar más cerca del día en el que las computadoras cuánticas sean una realidad práctica.

La computación cuántica podría revolucionar de manera espectacular el procesamiento de la información, proporcionando un medio para resolver problemas demasiado complejos para las supercomputadoras tradicionales, con aplicaciones en innumerables campos, desde descifrar códigos secretos (el primer uso que también se le dio al primer ordenador de la historia, el Colossus británico, en plena Segunda Guerra Mundial) hasta campos siempre necesitados de mucha potencia de cálculo como son el de la física y el de la química, entre otros.

Sin embargo, no está claro cómo exactamente hay que diseñar una computadora cuántica, incluyendo partes vitales como la memoria cuántica.

En la carrera mundial hacia la construcción de la primera computadora cuántica plenamente operativa, la simple tarea de preservar eficazmente la información en una memoria cuántica ya es uno de los principales desafíos. La misma física que dota a las computadoras cuánticas de un inmenso potencial de cálculo, también las hace propensas a sufrir errores, incluso sin hacer con la información cuántica nada más que almacenarla en una memoria.

Mantener la información cuántica "viva" durante grandes períodos de tiempo, mientras permanece accesible para el resto de la computadora, ha sido uno de los principales problemas pendientes de resolver.


La situación puede que ahora experimente un cambio drástico, ya que el nuevo enfoque de diseño que mencionábamos al principio de este artículo deja entrever un camino hacia lo que se considera el "Santo Grial" entre los científicos que aspiran a construir una computadora cuántica plenamente funcional: Almacenar estados cuánticos con alta fidelidad durante  períodos excepcionales de tiempo, incluso horas si los cálculos en los que se basa este nuevo enfoque de diseño son correctos.

Actualmente, la mayoría de los estados cuánticos sobreviven durante tan solo fracciones de segundo.

El enfoque de diseño adoptado por el equipo de Michael J. Biercuk, director del Laboratorio de Control Cuántico en la Universidad de Sídney en Australia, y la física Lorenza Viola del Dartmouth College de Hanover, New Hampshire, Estados Unidos, permite lograr dos cosas simultáneamente: Tasas de error muy bajas y tiempos de almacenamiento prolongados, todo ello sin comprometer otros rasgos convenientes para un ordenador, como por ejemplo un acceso rápido a la información almacenada.

A partir de aquí, se tendrá que perfeccionar y ampliar el firmware de control de la memoria cuántica, que, en una versión muy simple y primitiva, ha sido desarrollado por estos investigadores.

En el trabajo de investigación y desarrollo han intervenido Jarrah Sastrawan, David Hayes y Todd J. Green, de la Universidad de Sídney, así como Kaveh Khodjasteh del Dartmouth College.

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