Nuevo y revolucionario amplificador para computación cuántica con más qubits
CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN.
Los ordenadores cuánticos podrán resolver problemas extraordinariamente complejos, abriendo nuevas posibilidades en campos como el desarrollo de fármacos, la encriptación y la inteligencia artificial.
Pero todavía hay que lograr varios avances tecnológicos clave antes de poder explotar todo su potencial. Ahora, unos científicos pueden haber logrado uno de tales avances.
Yin Zeng instalando el amplificador en el criostato de un ordenador cuántico en la Universidad Tecnológica de Chalmers. Foto: Chalmers University of Technology / Maurizio Toselli
Un equipo encabezado por Yin Zeng, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia, ha desarrollado un amplificador de gran eficiencia que se activa solo al leer información de bits cuánticos (qubits). Gracias a su diseño inteligente, reduce la pérdida de coherencia cuántica en los qubits y podría sentar las bases de ordenadores cuánticos más potentes con una cantidad significativamente mayor de qubits y un rendimiento mejorado. Además, consume solo una décima parte de la energía que consumen los mejores amplificadores para computación cuántica disponibles en la actualidad.
Los bits, que son las unidades básicas del sistema informático de un ordenador convencional, solo pueden tener el valor cero o el valor uno. En cambio, los componentes básicos de un ordenador cuántico, los bits cuánticos o qubits, pueden existir en estados con valor 1 y 0 simultáneamente, así como en todos los estados intermedios en cualquier combinación. Esto significa que un ordenador cuántico de 20 qubits puede representar más de un millón de estados diferentes simultáneamente. Este fenómeno, que se denomina superposición cuántica, es una de las razones por las que los ordenadores cuánticos tienen la capacidad de resolver problemas excepcionalmente complejos que están más allá de las capacidades de los ordenadores convencionales actuales, incluyendo a las mejores supercomputadoras.
Para poder utilizar la potencia de cálculo de un ordenador cuántico, los qubits deben medirse y convertirse en información interpretable. Este proceso requiere amplificadores de microondas extremadamente sensibles para garantizar que estas débiles señales se detecten y lean con precisión. Sin embargo, la lectura de la información cuántica es una tarea extremadamente delicada: la más mínima fluctuación de temperatura o interferencia electromagnética puede hacer que los qubits pierdan su integridad, su estado cuántico, inutilizando la información. Para lidiar con este riesgo de pérdida de coherencia cuántica, los investigadores de este campo vienen dedicando muchos esfuerzos a encontrar amplificadores de qubits más eficientes. Ahora, con el nuevo amplificador se ha logrado un avance notable en esta cuestión.
Zeng y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo amplificador en la revista académica IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, bajo el título “Pulsed HEMT LNA Operation for Qubit Readout”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings