Computación cuántica, cada vez más cerca

Madrid.— La computación cuántica es uno de los retos del futuro, pero además se requiere un Internet a la altura de la exigencias, y con ese objetivo un equipo de la Universidad Nacional de Australia (UNA) ha dado un “importante paso” adelante, según un estudio que publica Nature Physics.

Investigadores de la UNA han dado “un importante paso adelante para lograr los componentes prácticos que requiere un internet cuántico global”, indica un comunicado del centro de estudios.

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El equipo, dirigido por el profesor asociado de la ANU Matthew Sellars, demostró que un cristal reforzado con un elemento químico denominado erbio está especialmente indicado para hacer posible una red global de telecomunicaciones que aproveche las extrañas propiedades de la mecánica cuántica.

“Los esfuerzos para construir un ordenador cuántico se han descrito, con frecuencia, como ‘la carrera espacial del siglo XXI’, pero los ordenadores actuales no fueron conscientes de su potencial hasta que tuvimos internet”, indicó Sellars, jefe de programas en el centro para computación cuántica y tecnología de la información de la ANU.

El experto indicó que, en este estudio, han demostrado que un cristal potenciado con erbio es el material perfecto para crear los componentes esenciales del internet cuántico, que “liberará todo el potencial de los futuros ordenadores cuánticos”.

Aunque el equipo tuvo la idea hace una década, “muchos de nuestros colegas no dijeron que una idea tan simple no podía funcionar. Viendo este resultado, es genial saber que nuestro enfoque era el correcto”.

El estudio demuestra cómo mejorar de manera significativa el tiempo de almacenamiento de una memoria cuántica compatible con las telecomunicaciones, un reto crucial para los investigadores de todo el mundo.

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“Una memoria cuántica compatible con las telecomunicaciones es un componente vital para un internet cuántico práctico”, señaló la doctora Rose Ahlefedlt, compañera de proyecto de Sellars.

Las memorias permiten almacenar y sincronizar información cuántica, operaciones necesarias para la comunicación cuántica de largo alcance.

Por el momento, los expertos están usando memorias que no funcionan en la longitud de onda correcta, por lo que tienen que aplicar complicados procesos de conversión. “Un proceso que puede ser ineficaz y que significa tener que hacer tres cosas muy difíciles, en lugar de solo una”, agregó Ahlededlt.

El erbio, un ion de tierra, tiene unas propiedades cuánticas únicas que le permiten operar en la misma banda que las actuales redes de fibra óptica, lo que elimina la necesidad del proceso de conversión.

Los iones de erbio contenidos en un cristal puede almacenar información cuántica durante más de un minuto, es decir 10 mil veces más que otros intentos y es un tiempo suficiente para que un día se pueda enviar información cuántica a través de una red global.

Esta nueva tecnología, dijo Sellars, también puede usarse como una fuente de luz cuántica o emplear como un enlace óptico para dispositivos de computación cuántica, conectándolos a la internet cuántica.

El material es compatible con las actuales fibras ópticas y además su versatilidad supone que será capaz de conectarse con muchos tipos de ordenadores cuánticos, incluidos los qubit (bits cuánticos) de silicio que usan en el centro de computación de la universidad australiana y los qubits superconductores como los que están desarrollando Google e IBM.

Sellars calificó de “emocionante” este resultado porque les permite “coger una gran parte del trabajo de principio que hemos demostrado y convertirlo en dispositivos prácticos para una instalación cuántica a escala real”.

La creación de un ordenador cuántico -hasta ahora solo hay prototipos- es uno de los retos al que se dedican organizaciones científicas, industriales y gubernamentales. Su base es la física cuántica, que estudia las partículas subatómicas, cuyas propiedades son muy diferentes a las de la física clásica.

AGP