Conclusiones clave
- Dispositivos mecánicos simples inspiraron un avance reciente en la computación cuántica.
- Investigadores de Stanford inventaron una técnica informática utilizando dispositivos acústicos que aprovechan el movimiento.
- La computación cuántica ha progresado significativamente en los últimos años, sobre todo con la demostración de la llamada supremacía cuántica.
Agnetta Cleland
Las computadoras cuánticas prácticas pueden estar un paso más cerca de la realidad gracias a una nueva investigación inspirada en dispositivos mecánicos simples.
Investigadores de la Universidad de Stanford afirman haber desarrollado un dispositivo experimental crítico para futuras tecnologías basadas en la física cuántica. La técnica involucra instrumentos acústicos que aprovechan el movimiento, como el oscilador que mide el movimiento en los teléfonos. Es parte de un esfuerzo creciente por aprovechar los extraños poderes de la mecánica cuántica para la computación.
"Si bien muchas empresas están experimentando con la computación cuántica en la actualidad, las aplicaciones prácticas más allá de los proyectos de 'prueba de concepto' probablemente estén a 2 o 3 años de distancia", dijo a Lifewire Yuval Boger, director de marketing de la empresa de computación cuántica Classiq. una entrevista por correo electrónico. “Durante estos años, se introducirán computadoras más grandes y capaces, y se adoptarán plataformas de software que permitan aprovechar estas próximas máquinas."
El papel de los sistemas mecánicos en la computación cuántica
Los investigadores de Stanford están tratando de reducir los beneficios de los sistemas mecánicos a la escala cuántica. Según su estudio reciente publicado en la revista Nature, lograron este objetivo al unir pequeños osciladores con un circuito que puede almacenar y procesar energía en un qubit, o "bit" cuántico de información. Los qubits generan efectos mecánicos cuánticos que podrían impulsar computadoras avanzadas.
La forma en que funciona la realidad a nivel mecánico cuántico es muy diferente de nuestra experiencia macroscópica del mundo.
"Con este dispositivo, hemos mostrado un próximo paso importante en el intento de construir computadoras cuánticas y otros dispositivos cuánticos útiles basados en sistemas mecánicos", dijo Amir Safavi-Naeini, autor principal del artículo, en el comunicado de prensa. "En esencia, buscamos construir sistemas de 'mecánica cuántica'".
Hacer los pequeños dispositivos mecánicos tomó mucho trabajo. El equipo tuvo que fabricar componentes de hardware con resoluciones de escala nanométrica y ponerlos en dos chips de computadora de silicio. Luego, los investigadores hicieron una especie de sándwich que unía las dos fichas, de modo que los elementos de la ficha inferior quedaran frente a los de la mitad superior.
El chip inferior tiene un circuito superconductor de aluminio que forma el qubit del dispositivo. El envío de pulsos de microondas a este circuito genera fotones (partículas de luz), que codifican un qubit de información en la máquina.
A diferencia de los dispositivos eléctricos convencionales, que almacenan bits como voltajes que representan un 0 o un 1, los qubits en los dispositivos mecánicos cuánticos también pueden representar combinaciones de 0 y 1 simultáneamente. El fenómeno conocido como superposición permite que un sistema cuántico salga en múltiples estados cuánticos a la vez hasta que se mide el sistema.
"La forma en que funciona la realidad a nivel mecánico cuántico es muy diferente de nuestra experiencia macroscópica del mundo", dijo Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Progreso en la computación cuántica
La tecnología cuántica avanza rápidamente, pero hay obstáculos que superar antes de que esté lista para aplicaciones prácticas, dijo Itamar Sivan, director ejecutivo de Quantum Machines, a Lifewire en una entrevista por correo electrónico.
"La computación cuántica es probablemente el viaje a la luna más desafiante con el que estamos ocupados como sociedad en este momento", dijo Sivan. "Para que sea práctico, requerirá un progreso significativo y avances en múltiples capas de la pila de computación cuántica".
Actualmente, las computadoras cuánticas están obsesionadas por el ruido, lo que significa que, con el tiempo, los qubits se vuelven tan ruidosos que no tenemos manera de entender los datos que contienen, y se vuelven inútiles, Zak Romaszko, ingeniero de la dijo la empresa Universal Quantum en un correo electrónico.
"En la práctica, esto significa que los algoritmos para computadoras cuánticas están limitados a solo una pequeña cantidad de tiempo o número de operaciones antes de fallar", dijo Romaszko. "No está claro si este ruidoso régimen puede producir resultados prácticos, aunque varios investigadores creen que la simulación de productos químicos básicos está al alcance de la mano".
La computación cuántica ha hecho un progreso significativo en los últimos años, sobre todo con la demostración de la llamada "supremacía cuántica" en la que una computadora cuántica realizó una operación que, según los autores, habría tomado una máquina normal alrededor de 10, 000 años para completar. "Ha habido cierto debate sobre si una computadora normal hubiera tardado tanto, pero sigue siendo una demostración notable", dijo Romaszko.
Una vez que se resuelvan los obstáculos técnicos, Sivan predice que dentro de unos años, la computación cuántica comenzará a tener un impacto significativo en todo, desde la criptografía hasta el descubrimiento de vacunas."Imagínese lo diferente que habría sido la pandemia de Covid-19 si las computadoras cuánticas pudieran ayudar a descubrir una vacuna en una fracción del tiempo", dijo.
