COMPUTACIÓN CUÁNTICA SIN INTERFERENCIAS EXTERNAS

Se ha logrado superar un obstáculo importante para la computación  cuántica: Cómo proteger la información cuántica de la degradación causada por el entorno mientras simultáneamente se realizan cálculos en un sistema cuántico de estado sólido. 

Un grupo dirigido por el físico Viatsheslav Dobrovitski, del Laboratorio Ames, en Estados Unidos, y que incluyó a científicos de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, la Universidad de California en Santa Bárbara, y la Universidad del Sur de California, ha dado este gran paso adelante en el uso del movimiento de núcleos y electrones individuales para el procesamiento cuántico de información, superando el problema de las interferencias externas. 

El gran avance logrado consiste en que estos científicos han conseguido desacoplar qubits individuales del entorno, de modo que conservan su información y a la vez se preserva el acoplamiento entre los propios qubits. 

El descubrimiento abre la puerta a una computación cuántica robusta con dispositivos de estado sólido y al uso de tecnologías cuánticas para mediciones magnéticas de precisión atómica a escala nanométrica. 

Los investigadores han demostrado que la técnica puede ser usada para el procesamiento cuántico de información a pequeña escala. Dobrovitski y sus colaboradores han conseguido ejecutar con éxito el algoritmo de búsqueda cuántica de Grover, un método para búsquedas en listas aleatorias. En este caso, usaron su sistema híbrido de estado sólido para buscar correctamente en una lista de cuatro elementos. 

Esta es la primera vez que se demuestra un cómputo cuántico robusto usando un sistema de estado sólido con espines individuales. Dobrovitski y sus colaboradores han mostrado que aún con las inevitables imperfecciones de los experimentos, es viable usar este sistema para realizar procesamiento cuántico de información de un modo que supera a su homólogo clásico, la computación electrónica convencional, porque, y esto es importantísimo, para una lista de cuatro elementos, el dispositivo cuántico encuentra correctamente el elemento deseado examinando la lista de una sola vez (los cuatro elementos al mismo tiempo), mientras que la computación clásica, limitada por las leyes de la física que gobiernan los fenómenos en los que se basa, inspecciona los cuatro elementos de uno en uno. 

Aunque una lista de cuatro elementos es una lista pequeña, considere la posibilidad de una lista aleatoria de un millón de elementos. Usando la computación clásica, se necesitaría de alrededor de 500.000 consultas. Pero, usando el procesamiento cuántico de información, sólo se necesitan 1.000 consultas, lo cual muestra hasta qué punto el procesamiento cuántico de información será más rápido en comparación con los ordenadores clásicos actuales.