Nueva computadora cuántica basada en chips de silicio supera importante prueba

Hay otra computadora cuántica y usa algunas partes con las que ya estará familiarizado.

Investigadores de dos equipos que ahora trabajan con Intel informaron acerca de los avances en una nueva arquitectura de computación cuántica, llamada qubits de espín, en un par de documentos publicados.

Obviamente no son las computadoras cuánticas de propósito general del futuro.

Pero tienen un punto de venta importante sobre otros diseños de computación cuántica.

“Hicimos estos qubits en chips de silicio, similares a los que se usan en los procesos informáticos clásicos”, dijo el autor del estudio Thomas Watson de TU Delft en los Países Bajos.

“La esperanza es que al hacer las cosas de esta manera, podamos escalar hasta números mayores necesarios para realizar una computación cuántica útil”.

Las computadoras cuánticas, para los no iniciados, cambian las reglas de cómo trabajan las computadoras.

Las computadoras clásicas realizan todos sus cálculos convirtiendo datos en código binario.

Cada cero o uno está representado por un bit físico de dos opciones.

En cambio, las computadoras cuánticas usan “qubits”, qantum bits que toman los dos valores simultáneamente durante los cálculos.

Pares de qubits hablan entre sí usando las reglas de la mecánica cuántica.

Muestran valores de bit regulares una vez que el usuario necesita una respuesta.

Hay muchas maneras de construir físicamente qubits.

Requieren construir una colección de sistemas de dos estados que operan y se comunican a través de las reglas de la mecánica cuántica.

Google e IBM usan pequeñas piezas de electrónica supercongelada y superconductora.

IonQ espera utilizar átomos atrapados por láser, con dos estados internos diferentes que representan los dos estados qubit.

Microsoft espera usar alguna física fuera de lo común, aún no observada. Pero hay otras maneras.

El grupo de investigación en TU Delft, llamado QuTech, anunció que habían probado con éxito dos “qubits de espín”.

Estos qubits implican la interacción de dos electrones confinados en un chip de silicio.

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Los investigadores controlan los electrones con imanes de cobalto reales y pulsos de microondas.

Miden el espín del electrón al observar cómo reaccionan las cargas eléctricas cercanas a los movimientos de los electrones atrapados.

Esos investigadores, que ahora trabajan en asociación con Intel, pudieron realizar algunos algoritmos cuánticos, incluido el conocido algoritmo de búsqueda de Grover (básicamente, podían buscar a través de una lista de cuatro cosas), según su artículo publicado en Nature.

Además, un equipo de físicos dirigido por Jason Petta en Princeton informó en Nature que pudieron emparejar partículas de luz, llamadas fotones, con los correspondientes espines de electrones.

Esto solo significa que los qubits de espín distantes podrían comunicarse entre sí utilizando fotones, lo que permite computadoras cuánticas más grandes.

“Te libera de tener que tener una interacción de vecino más cercano”, dijo Petta. “Puedes acoplar un espín de electrones a un fotón y conectar ese fotón a cualquier otro espín o circuito”.

Hay algunas ventajas para estos sistemas.

La tecnología actual de semiconductores podría crear estos qubits de espín, y serían más pequeños que los chips superconductores utilizados por IBM.

Además, permanecen cuánticos (lo que significa que pueden mantener su capacidad de mantener valores simultáneos) más tiempo que otros sistemas.

“Ambos documentos informan sobre investigaciones realizadas en refrigeradores de dilución, similares a los utilizados para los qubits superconductores”, dijo el postdoc de UC Berkeley Sydney Schreppler, que no participó en los estudios.

“Pero puede haber un futuro donde operen a temperatura ambiente, a diferencia de los qubits superconductores.

También puede contrastar esto con las computadoras cuánticas basadas en iones, que requieren un ultra alto vacío y múltiples láseres de control para operar”.

Hay inconvenientes con ellas.

Como estos qubits están tan aislados, dijo Schreppler, “es muy difícil medir estos espines, y aún más difícil conseguir que interactúen entre ellos.

Es por eso que los tiempos de espera han sido históricamente lentos para estos sistemas”.

También mencionó que los qubits debían estar muy cerca el uno del otro, por lo que estaba especialmente entusiasmada con el trabajo del equipo de Petta.

“Eso permitirá interacciones de mayor alcance”, dijo, como qubits hablando con los que están más lejos en el mismo chip o incluso en otro chip.

Fuente: Gizmodo