Los científicos en Alemania y Austria acaban de hacer un gran avance en el campo de la computación cuántica .
Usando un sistema de registro de 20 bits cuánticos, los físicos han logrado un nuevo registro de enredos : el registro cuántico enmarañado más grande de sistemas controlables individualmente en la historia.
Para los que quedaron rascándose la cabeza, ciertamente no estás solo. La principal diferencia de la computación cuántica respecto de la informática tradicional es la forma en que se almacena la información: una “unidad” puede contener mucha más información que su contraparte clásica. Las computadoras cuánticas también son más rápidas y seguras que las computadoras que usted y yo conocemos, y el enredo es fundamental para el desarrollo de tales computadoras.
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¿Qué es el enredo cuántico?
En la física cuántica, las partículas “enredadas” están conectadas entre sí, lo que significa que cualquier acción realizada en una partícula afecta el comportamiento de la otra, incluso si están separadas por grandes distancias. Si, por ejemplo, se mide el giro “hacia arriba” de un fotón en un par entrelazado, el giro del otro se medirá como “abajo”.
Albert Einstein llamó al enredo “acción espeluznante a distancia” y tuvo problemas para reconciliar la teoría, ya que sugiere que la información entre las dos partículas puede viajar más rápido que el tiempo que tarda la luz en pasar de una partícula a otra.
Ser capaz de pasar información entre fotones entrelazados de manera rápida y eficiente es la clave para desarrollar computadoras cuánticas más rápidas; Cuantas más partículas enredadas se agreguen a la mezcla, más información se puede procesar.
Avance del enredo cuántico
El equipo, dirigido por Ben Lanyon y Rainer Blatt en el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) en la Academia de Ciencias de Austria, contó con la ayuda de físicos teóricos de la Universidad de Ulm y del Instituto de Óptica Cuántica.
Como colectivo, los investigadores lograron un “compromiso controlado de partículas múltiples” en un sistema de registro de 20 bits cuánticos. Los grupos vecinos de tres, cuatro y cinco bits cuánticos se enredaron de una manera que no se había visto antes en tales niveles.
En particular, los científicos usaron luz láser para enredar 20 átomos de calcio, una empresa controlada que tuvo lugar en un experimento de trampa de iones.
“Las partículas primero se enredan en pares”, explica Lanyon. “Con los métodos desarrollados por nuestros colegas en Viena y Ulm, podemos demostrar la mayor propagación del enredo a todos los trillizos de partículas vecinos, la mayoría de los cuatrillizos y algunos quintillizos”.
Este no es un fenómeno completamente nuevo. Durante años, los físicos han estado jugando con sistemas enredados (la palabra “jugar” aquí se usa muy poco). De hecho, hace siete años, el grupo de investigación de Blatt en el Instituto de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck logró enredar por primera vez 14 bits cuánticos individuales, logrando el registro cuántico genuinamente enredado.
Si bien todo esto suena genial, realmente se hace evidente cuando se le da una aplicación práctica. El experimento de Innsbruck, como se lo conoce, “fue capaz de abordar y leer cada bit cuántico individualmente”, explica el autor del estudio, Nicolai Friss. Esto lo convierte en una opción viable para cosas como el procesamiento de información cuántica o simulaciones cuánticas. Podría ayudar a revolucionar la industria de la computación cuántica, haciendo que las computadoras sean mucho más rápidas y más eficientes que las que conocemos hoy en día.
En lugar de disfrutar de sus éxitos recientes, el equipo está mirando hacia adelante para cosas más grandes, más brillantes y más inteligentes. “Nuestro objetivo a medio plazo es 50 partículas”, es la respuesta de Blatt. “Esto podría ayudarnos a resolver problemas que las mejores supercomputadoras de hoy todavía no logran”. Juego de niños, de verdad.
Imagen de encabezado: IQOQI Innsbruck
