El camino hacia la supremac\u00eda cu\u00e1ntica se complica por un desaf\u00edo de cuento de hadas: \u00bfc\u00f3mo se transporta una nube sin cambiar su forma?<\/p>\n\n\n\n
La posible soluci\u00f3n suena casi tan fant\u00e1stica como el problema. Podr\u00edas guiar la nube para que baile mientras viaja, al ritmo de un material \u00fanico conocido como cristal del tiempo. Krzysztof Giergiel y Krzysztof Sacha de la Universidad Jagell\u00f3nica de Polonia y Peter Hannaford de la Universidad Tecnol\u00f3gica de Swinburne de Australia proponen que un tipo novedoso de circuito de “tiempo” podr\u00eda estar a la altura de la tarea de preservar los estados nebulosos de los qubits mientras son arrastrados a trav\u00e9s de tempestades de l\u00f3gica cu\u00e1ntica. A diferencia de las descripciones de objetos que tienen ubicaciones y movimientos claramente definidos, una perspectiva cu\u00e1ntica de la misma part\u00edcula describe caracter\u00edsticas como su posici\u00f3n, momento y giro como una confusi\u00f3n de probabilidades.<\/p>\n\n\n\n
Esta “nube” de posibilidades se comprende mejor de forma aislada. Una vez que la part\u00edcula interact\u00faa con su entorno, su abanico de posibilidades cambia como las probabilidades de que un corredor gane la carrera de 100 metros en los Juegos Ol\u00edmpicos, hasta que finalmente s\u00f3lo se observa un resultado. As\u00ed como una computadora cl\u00e1sica puede usar los estados binarios de las part\u00edculas como interruptores de “encendido y apagado” en puertas l\u00f3gicas, las computadoras cu\u00e1nticas pueden explotar te\u00f3ricamente la dispersi\u00f3n de las incertidumbres en una part\u00edcula para resolver r\u00e1pidamente sus propios tipos de algoritmos, muchos de los cuales no ser\u00edan pr\u00e1cticos o incluso imposibles de resolver a la antigua usanza.<\/p>\n\n\n\n
El desaf\u00edo radica en preservar la coherencia de esa nube cu\u00e1ntica de posibilidades \u2013conocida como qubit\u2013 durante el mayor tiempo posible. Con cada golpe, cada brisa electromagn\u00e9tica, viene un mayor riesgo de errores que arruinan el proceso de c\u00e1lculo de n\u00fameros. Las computadoras cu\u00e1nticas pr\u00e1cticas requieren cientos, si no miles, de qubits para permanecer intactos durante per\u00edodos prolongados, lo que hace que un sistema a gran escala sea un desaf\u00edo monumental.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores han buscado diversas formas de hacer que la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica sea m\u00e1s robusta, ya sea bloqueando qubits individuales para protegerlos de la decoherencia o construyendo redes de seguridad a su alrededor. Ahora los f\u00edsicos Giergiel, Sacha y Hannaford han descrito un nuevo enfoque que convierte las computadoras cu\u00e1nticas en una sinfon\u00eda de qubits guiada por la batuta de un tipo de director muy extra\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n
Los cristales de tiempo son materiales que se transforman en patrones repetidos con el tiempo. Teorizados como curiosidades hace poco m\u00e1s de una d\u00e9cada, desde entonces se han desarrollado versiones de estos sistemas de “tictac” utilizando el suave empuj\u00f3n de un l\u00e1ser y grupos de \u00e1tomos ultrafr\u00edos, donde r\u00e1fagas de luz env\u00edan part\u00edculas en oscilaciones peri\u00f3dicas que desaf\u00edan la sincronizaci\u00f3n del l\u00e1ser.<\/p>\n\n\n\n
En un art\u00edculo disponible en el servidor de revisi\u00f3n por pares arXiv, el tr\u00edo de f\u00edsicos propone utilizar la periodicidad \u00fanica de un cristal de tiempo como base para un nuevo tipo de circuito de “tr\u00f3nica del tiempo”. Esta periodicidad, utilizada para guiar las delicadas ondas de una gran cantidad de qubits cargados de informaci\u00f3n, podr\u00eda ayudar a reducir las colisiones accidentales que son responsables de muchos errores.<\/p>\n\n\n\n
Un circuito temporal de este tipo de qubits en constante deriva har\u00eda m\u00e1s f\u00e1cil dirigir casi cualquier part\u00edcula de la computadora en el camino de otra, entrelazando sus posibilidades cu\u00e1nticas de maneras \u00fatiles en lugar de imponer errores. Si bien la propuesta sigue siendo puramente te\u00f3rica, el equipo demostr\u00f3 c\u00f3mo la f\u00edsica de grupos de iones de potasio enfriados a temperaturas casi absolutas y dirigidos por el pulso de un l\u00e1ser podr\u00eda proporcionar una “orquesta” para que los qubits bailaran el vals.<\/p>\n\n\n\n
Traducir la idea a una computadora cu\u00e1ntica pr\u00e1ctica a gran escala requerir\u00eda a\u00f1os de innovaci\u00f3n y experimentaci\u00f3n, si es que funciona. Sin embargo, ahora que sabemos que existen al menos algunos tipos de cristales del tiempo y que pueden usarse con fines pr\u00e1cticos, el desaf\u00edo de transportar una nube podr\u00eda no ser una b\u00fasqueda de cuento de hadas despu\u00e9s de todo.<\/p>\n\n\n\n
Este estudio est\u00e1 disponible en el servidor de revisi\u00f3n previa por pares arXiv<\/a>.<\/p>\n\n\n\n