Los resultados de la investigación fueron publicados en el semanario de ciencia Nature.
Aunque la ciencia cuántica es experimental y puede resultar un tanto abstracta, este experimento es un gran avance en lo que según muchos es un tema crucial para el futuro de la ciencia.
Como parte de un trabajo para reducir la decoherencia cuántica - es decir, la interferencia que el entorno provoca en las funciones de las computadoras cuánticas –, los científicos armaron una especie de coraza para el artefacto, al rodearlo de uno de los materiales más resistentes conocidos en la naturaleza: un diamante.
La computadora en cuestión logra almacenar dentro del diamante dos qubits.
Un qubit es el equivalente de un bit en la computación cuántica. Pero a diferencia de esa unidad de computación clásica, el qubit puede estar prendido y apagado simultáneamente, o en un lugar y otro al mismo tiempo.
Esto genera en la computadora cuántica una capacidad para realizar cálculos a velocidades extraordinarias.
Este en particular es solo una prueba de un nuevo concepto que debe ser desarrollado.
Porque, así sean una gran promesa para las computadoras, resulta difícil incrementar la proporcionalidad de estos computadores y además tienen que lidiar con qubits que apenas duran unas cuantas fracciones de segundo.
Estos computadores pueden ser un gran invento para lograr que una gran cantidad de qubits trabajen juntos sin ser afectados por el calor u otros factores.
Tendrán que ser, eso sí, cuidados como si fueran diamantes…Aprovechando las impurezas del cristal, han construido un CPU compuesto por dos bits cuánticos (o qubits), capaz de superar los problemas de decoherencia que suelen hacer de este tipo de ordenadores máquinas altamente inestables.
El equipo de científicos conformado por físicos de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, la Universidad Estatal de Iowa (EE.UU) y la Universidad de California en Santa Bárbara (EE.UU.) han logrado evitar que los ruidos del entorno impidan al equipo funcionar correctamente.
El trabajo de este grupo de científicos demuestra la viabilidad de los ordenadores cuánticos de estado sólido, que a diferencia de otros basados en líquidos o gases, puede ser fácilmente ampliados para incorporar un mayor número de qbits. El ordenador que aparece en el artículo de Nature es en realidad un chip de 3 mm x 3 mm que contiene en su centro un “CPU” de diamante, de solo 1 mm x 1 mm, conformado por dos qbits.
No hay que cometer el error de suponer que este ordenador por poseer solamente dos equivalentes cuánticos de los “viejos” bits posee poca potencia, ya que a diferencia de los bits que solamente pueden representar un uno o un cero, los qubits pueden codificar un uno y un cero al mismo tiempo.
Esta propiedad, llamada superposición, proporciona a los ordenadores cuánticos la capacidad de realizar determinados cálculos mucho más rápido que los ordenadores tradicionales.
A pesar de que en teoría un diamante es carbono puro, siempre contiene en su interior impurezas que lo hacen menos atractivo como piezas de joyería, ya que le proporcionan un aspecto ligeramente turbio. Sin embargo, esas partículas extrañas -núcleos de nitrógeno en este caso- se utilizaron como base para crear los qbits del CPU cuántico.
Para demostrar que el chip funciona implementaron un algoritmo de búsqueda Grover, que es capaz de encontrar un bit determinado dentro de un registro de L bits de largo en (utilizando un ordenador tradicional) en O(L) pasos. El algoritmo cuántico es capaz de hacer lo mismo en O(√L) pasos. En las pruebas L era igual a 4, y el ordenador fue capaz de encontrar el resultado en 322 μs, con una fidelidad entre el 91% y 95%.
Recordemos que los algoritmos cuánticos nunca logran una fidelidad del 100%. Se supone que este tipo de ordenador reemplazará a los actuales en el futuro, pero aunque este avance seguramente ayudará a que ese cambio ocurra, no veremos ordenadores cuánticos "aptos para todo público" en las tiendas hasta dentro de varios años.
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