Los científicos han desarrollado un ordenador cuántico que utiliza luz para procesar datos, allanando el camino para los ordenadores cuánticos que pueden funcionar en un entorno en red a temperatura ambiente. El nuevo sistema, llamado Aurora, es el primer ordenador cuántico fotónico del mundo que puede funcionar a gran escala utilizando varios módulos interconectados a través de cables de fibra óptica.
El sistema presenta una solución a algunos de los mayores problemas de la computación cuántica, a saber, el funcionamiento a gran escala, la tolerancia a fallos y la corrección de errores, según afirman los representantes de Xanadu. Este avance podría conducir a la creación de centros de datos cuánticos viables con mayor tolerancia a fallas y tasas de error más bajas que las que podemos lograr hoy, dijeron los investigadores en un estudio publicado el 22 de enero en la revista Nature.
“Los dos grandes desafíos que quedan para la industria son la mejora del rendimiento de la computadora cuántica (corrección de errores y tolerancia a fallos) y la escalabilidad (redes)”, dijo en un comunicado Christian Weedbrook, fundador y CEO de Xanadu, la compañía detrás del nuevo sistema.
Los qubits tradicionales, o qubits superconductores, son los componentes básicos de la computación cuántica y contienen la clave para procesar rápidamente cantidades masivas de datos. Pero estos cúbits utilizan señales de microondas para procesar los datos, lo que genera calor que puede dañar el hardware. Además, los métodos de refrigeración actuales, que se utilizan para crear un entorno informático cercano al cero absoluto, también dañan el hardware y dificultan el acceso a las máquinas.
Al utilizar cúbits fotónicos o basados en luz en lugar de cúbits de microondas o superconductores, Weedbrook y su equipo crearon un sistema basado en luz que utiliza chips fotónicos en red. Esto hace que Aurora sea inherentemente conectable, ya que la fibra óptica constituye la base del sistema de red global. Los desarrolladores de Aurora postulan que al dividir las computadoras cuánticas en componentes más pequeños y menos propensos a errores, pueden fortalecer la corrección de errores cuánticos interconectando las unidades.
“El problema fundamental de la tolerancia a fallos y la búsqueda de formas de corregir errores en los estados cuánticos más rápido de lo que ocurren los errores sigue siendo un gran desafío para realizar cálculos útiles”, dijo Darran Milne, doctor en teoría de la información cuántica y director ejecutivo de la empresa tecnológica VividQ, que no participó en el proyecto.
“En lugar de intentar realizar los cálculos con un único ordenador cuántico de gran tamaño, parece que [Xanadu] está intentando dividirlo en sistemas más pequeños y sencillos que podrían ser más fáciles de corregir individualmente”, dijo Milne a Live Science. “Queda por ver si eso realmente mejora el problema o simplemente multiplica los errores”.
El sistema se basa en la tecnología utilizada en el X8 (hardware de computación cuántica) y en el Borealis (computadora cuántica de sistema único) de la empresa. El sistema utiliza 35 chips fotónicos conectados a través de 13 kilómetros de cables de fibra óptica.
“La fotónica es realmente la mejor y más natural forma de calcular y de conectar”, afirmaron los investigadores en el comunicado. “Ahora podríamos, en principio, ampliar la escala a miles de bastidores de servidores y millones de cúbits”.
Las posibles aplicaciones del sistema de computación cuántica fotónica Aurora incluyen la simulación de moléculas y el cálculo de los resultados potenciales de los ensayos farmacéuticos, eliminando así la necesidad de realizar ensayos de medicamentos prolongados. Las computadoras cuánticas fotónicas también podrían marcar el comienzo de una era de comunicaciones cifradas y de alta seguridad, conocida como criptografía cuántica. El próximo plan del equipo de Xanadu es centrarse en eliminar las señales de fibra óptica debilitadas debido a la pérdida óptica.
Fuente: Live Science.
