¿Se puede construir una computadora cuántica?

comp-cuantica¿Es posible construir una computadora universal cuántica? Esta pregunta se la hicieron los físicos hace unos 15 años. La respuesta parece estar en un artículo teórico que ahora se conoce como el criterio DiVincenzo. La prescripción es muy clara aunque la implementación real de una computadora cuántica sigue siendo un reto extraordinario.

Para entender la idea de la computadora cuántica hay que entender la naturaleza cuántica de la materia. El corazón de los cálculos cuánticos está compuesto de muchos bits cuánticos, llamados qubits, que pueden guardar 0 y 1 al mismo tiempo. Los qubits pueden entrelazarse, es decir, correlacionarse, de maneras que son imposibles en dispositivos convencionales.

Un dispositivo cuántico debe crear y mantener estas conexiones cuánticas para tener la velocidad y la ventaja de almacenamiento sobre cualquier otro aparato convencional. El problema en el mundo real es que los qubits solamente pueden correlacionarse cuando se aíslan completamente del mundo externo. El aislamiento y control se vuelven cada vez más complicados en términos de la cantidad de qubits que se van añadiendo. Así, mientras más qubits se añaden, más fácil parece resultar el perder la naturaleza cuántica.

Buscando esto, los científicos han logrado cada vez más control sobre muchos sistemas cuánticos. Una plataforma muy usada para ello es el atrapar iones en donde cerca de 20 qubits se han yuxtapuesto en un solo registro cuántico, aunque escalar esto no se ha logrado.

Sin embargo, los físicos lidereados por Christopher Monroe, han propuesto una arquitectura modular cuántica que promete esa escalabilidad a muchos más qubits. Esto se describe en el artículo publicado por el Physical Review. Los componentes para esta arquitectura han sido probados por separado, prometiendo un enfoque que podría funcionar. En el artículo se presentan cálculos, expectativas y posible desempeño de esta arquitectura.

Desde luego que eso es apenas un primer paso para hacer una realidad la computadora cuántica. Es como un recién nacido. Prácticamente no hay mucho pero potencialmente es un gran paso. Más información puede verse en las referencias.

Referencias:

JQI

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