Avance en computación cuántica: investigadores de Australia logran aumentar cúbits
Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur han desarrollado un método innovador para aumentar la cantidad de cúbits en computación cuántica sin comprometer su rendimiento, lo que podría transformar la industria y permitir la creación de computadores cuánticos más potentes y viables para la producción a gran escala.
Un significativo avance en computación cuántica ha sido alcanzado por un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, quienes han desarrollado una metodología que podría revolucionar la capacidad de procesamiento de los ordenadores cuánticos. Este progreso se presenta como una solución a uno de los principales obstáculos en el desarrollo de esta tecnología.
La era de los ordenadores cuánticos más cercana
El concepto de ordenadores cuánticos, que ha sido prometido durante décadas, se encuentra más cerca de convertirse en una realidad tangible. Aunque actualmente la mayoría de los usuarios operan con computadoras "clásicas" suficientes para correr aplicaciones cotidianas como Instagram o Microsoft Word, la verdadera revolución se producirá en el ámbito cuántico.
Los computadores cuánticos, en su forma más primitiva, todavía se asemejan a los primeros modelos de ordenadores clásicos, que eran voluminosos y tenían capacidades limitadas. No obstante, en la actualidad, existen algunos de estos dispositivos que, bajo condiciones de aislamiento y a temperaturas cercanas al cero absoluto, pueden realizar cálculos en fracciones de segundo que sobrepasan la capacidad de las computadoras clásicas. Sin embargo, el número de cúbits —las unidades de información en computación cuántica— ha sido históricamente bajo y complicado de escalar.
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Aumento de cúbits sin comprometer el rendimiento
Los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur han publicado un artículo en la revista Science, donde detallan un método innovador para aumentar la cantidad de cúbits sin sacrificar su funcionalidad. Este avance representa un potencial salto cuántico para la industria, abriendo las puertas para la creación de computadores cuánticos mucho más poderosos.
La superposición cuántica y su importancia
Para comprender este avance, es fundamental tener claridad sobre el funcionamiento de la mecánica cuántica. A diferencia de los bits clásicos, que solo pueden representar un 0 o un 1, los cúbits pueden tener múltiples estados gracias a un fenómeno conocido como superposición. Esta característica permite que un cúbit represente un 0, un 1, o ambas posibilidades al mismo tiempo con diferentes probabilidades.
En términos simples, mientras que los ordenadores clásicos operan con una lógica binaria, los ordenadores cuánticos pueden "pensar" de manera más compleja, lo que les confiere una ventaja en velocidad y procesamiento.
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El desafío de construir cúbits
Construir cúbits efectivos presenta un desafío, ya que deben ser mantenidos en un estado de superposición, lo cual se vuelve complicado cuando se introducen variables externas como la temperatura y las interacciones con otras partículas. Históricamente, una de las mejores estrategias para conectar cúbits ha sido hacer que dos núcleos atómicos muy cercanos compartan un electrón. Sin embargo, este enfoque tenía limitaciones significativas en su capacidad de escalar.
Creación de cúbits en chip de silicio
El nuevo enfoque desarrollado por los científicos australianos utiliza el espín de los núcleos de dos átomos de fósforo integrados en un chip de silicio. A diferencia de la técnica anterior, donde los núcleos debían compartir un electrón, los investigadores han logrado obtener núcleos que mantienen su propio electrón, pero aumentan el tamaño de estos electrones de forma que puedan mantener la conexión. La distancia alcanzada es de 20 nanómetros, que si se compara con el tamaño de los núcleos atómicos, representa una distancia considerable.
Innovación significativa para la industria cuántica
Este hallazgo resulta crucial no solo para el avance de la tecnología cuántica, sino también para su posible industrialización. Al situar los cúbits en una matriz de silicio, similar a los utilizados en los dispositivos electrónicos convencionales, el camino hacia la producción a gran escala de ordenadores cuánticos se vuelve más viable.
Con la brecha entre el hardware cuántico y el clásico más angosta, este desarrollo podría llevar a un incremento en la producción de tecnologías que antes parecían inalcanzables, aunque no necesariamente mejorarán las funciones de redes sociales o aplicaciones cotidianas, su impacto será profundo en diversas áreas como la investigación, la criptografía y el desarrollo de nuevos materiales.
Conclusión
El trabajo realizado por el equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur representa un hito en la ciencia cuántica, evidenciando que el futuro de la computación está avanzando hacia nuevas fronteras. Este desarrollo no solo abre la puerta a ordenadores cuánticos más avanzados, sino que también pone de manifiesto el potencial de la computación cuántica para transformar industrias y resolver problemas complejos que los ordenadores tradicionales no pueden abordar.
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