Científicos lograron ‘teletransportar’ por primera vez una puerta cuántica

(Agencia N+1 / Beatriz de Vera). La llamada 'teleportación cuántica' es una característica única de esta disciplina de la física que se ha utilizado previamente para transmitir estados cuánticos desconocidos entre dos partes sin enviar físicamente al estado mismo.

Estas puertas son necesarias para el cálculo cuántico, que se basa en redes de sistemas cuánticos separados, una arquitectura que muchos investigadores dicen que puede compensar los errores que son inherentes a los procesadores de computación cuántica.

Ahora, investigadores de la Universidad de Yale (EE.UU.) han llevado a cabo uno de los pasos clave en la construcción de la arquitectura de computadoras cuánticas modulares: la "teleportación" de una compuerta cuántica entre dos qubits (si el bit es la unidad mínima de información clásica, el cúbit lo es de la cuántica), según demanda. Usando un protocolo teórico desarrollado en la década de 1990, los investigadores demostraron experimentalmente una operación cuántica, o puerta, sin depender de ninguna interacción directa. Los hallazgos aparecen en la revista Nature.

"Es un hito"

A través del Yale Quantum Institute, un equipo está investigando un enfoque modular para la computación cuántica. Una arquitectura modular de este tipo consiste en una colección de módulos que funcionan como pequeños procesadores cuánticos conectados en una red más grande. La modularidad, que se encuentra en todo, desde la organización de una celda biológica hasta la red de motores en el último cohete SpaceX, ha demostrado ser una estrategia poderosa para construir sistemas grandes y complejos, dicen los investigadores.

Los módulos en esta arquitectura tienen un aislamiento natural el uno del otro, lo que reduce las interacciones no deseadas a través del sistema más grande. Sin embargo, este aislamiento también hace que realizar operaciones entre módulos sea un desafío distinto. Las puertas teletransportadas son una forma de implementar operaciones entre módulos, mientras que las computadoras cuánticas totalmente útiles tienen el potencial de alcanzar velocidades de cálculo que son órdenes de magnitud más rápidas que las supercomputadoras actuales.

Los cálculos cuánticos se realizan a través de qubits, que son propensos a errores. En los sistemas cuánticos experimentales, los qubits "lógicos" son monitoreados por qubits "auxiliares" para detectar y corregir los errores de forma inmediata. "Nuestro experimento es también la primera demostración de una operación de dos qubits entre qubits lógicos. Es un hito hacia el procesamiento de la información cuántica utilizando qubits corregibles por errores", concluyen los autores.

Material cuántico

Los materiales cuánticos también tienen el potencial de hacer mucho más eficiente en la conducción de electricidad en los smartphones. El procesador principal de los teléfonos móviles, el chip, está fabricado normalmente con silicio puro, que luego se expone al oxígeno y al calor para producir una película de dióxido de silicio en su superficie, que conduce la electricidad con la ayuda de otros elementos como el fósforo, el antimonio, el arsénico, el boro, el indio o el galio, según afirma un estudio publicado en Science.

Físicos de la Universidad de Michigan (EE.UU.) han descrito un nuevo material cuántico, el dodecaboruro de iterbio, o YbB12, y han estudiado su eficiencia conduciendo la electricidad. Esto, según sus autores, contribuirá a que los científicos comprendan el giro, la carga y el flujo de energía en estos materiales electromagnéticos. Se trata de un cristal muy limpio y inusual, ya que comparte las propiedades de los conductores y aislantes. Es decir, mientras que su interior es aislante, la superficie es extraordinariamente eficiente para la conducción de electricidad.

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, tecnología que suma.