Los investigadores del ejército de los Estados Unidos predicen que los circuitos de computadoras cuánticas ya no necesitarán temperaturas extremadamente frías para funcionar; es decir, podrían convertirse en realidad después de aproximadamente una década.
Por redacción MiamiDiario
Durante años, la tecnología cuántica de estado sólido que funciona a temperatura ambiente parecía remota.
Los científicos del Ejército han confirmado oficialmente la validez de este enfoque.
El Dr. Kurt Jacobs, del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de Estados Unidos, junto con el Dr. Mikkel Heuck y el Prof. Dirk Englund, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, se convirtió en el primero en demostrar la viabilidad de una puerta de lógica cuántica compuesta circuitos fotónicos y cristales ópticos.
“Si los dispositivos futuros que usan tecnologías cuánticas requieren enfriamiento a temperaturas muy frías, entonces esto los hará costosos, voluminosos y hambrientos de energía”, dijo Heuck. “Nuestra investigación tiene como objetivo desarrollar futuros circuitos fotónicos que puedan manipular el enredo requerido para dispositivos cuánticos a temperatura ambiente”.
La tecnología cuántica ofrece una gama de avances futuros en informática, comunicaciones y teledetección.
Para realizar cualquier tipo de tarea, las computadoras clásicas tradicionales trabajan con información totalmente determinada.
La información se almacena en muchos bits, cada uno de los cuales puede estar activado o desactivado.
Una computadora clásica, cuando recibe una entrada especificada por una cantidad de bits, puede procesar esta entrada para producir una respuesta, que también se proporciona como una cantidad de bits.
Una computadora clásica procesa una entrada a la vez.
La diferencia
Por el contrario, las computadoras cuánticas almacenan información en qubits que pueden estar en un estado extraño donde están tanto encendidas como apagadas al mismo tiempo.
Esto permite que una computadora cuántica explore las respuestas a muchas entradas al mismo tiempo.
Si bien no puede generar todas las respuestas a la vez, puede generar relaciones entre estas respuestas, lo que le permite resolver algunos problemas mucho más rápido que una computadora clásica.
Desafortunadamente, uno de los principales inconvenientes de los sistemas cuánticos es la fragilidad de los extraños estados de los qubits. La mayoría del hardware prospectivo para la tecnología cuántica debe mantenerse a temperaturas extremadamente frías, cercanas a cero grados Kelvin, para evitar que los estados especiales se destruyan al interactuar con el entorno de la computadora.
“Cualquier interacción que tenga un qubit con cualquier otra cosa en su entorno comenzará a distorsionar su estado cuántico”, dijo Jacobs. “Por ejemplo, si el ambiente es un gas de partículas, mantenerlo muy frío hace que las moléculas de gas se muevan lentamente, para que no choquen tanto en los circuitos cuánticos”.
Siguen las investigaciones
Los investigadores han dirigido varios esfuerzos para resolver este problema, pero aún no se ha encontrado una solución definitiva.
Por el momento, los circuitos fotónicos que incorporan cristales ópticos no lineales han surgido actualmente como la única ruta viable para la computación cuántica con sistemas de estado sólido a temperatura ambiente.
“Los circuitos fotónicos son un poco como los circuitos eléctricos, excepto que manipulan la luz en lugar de las señales eléctricas”, dijo Englund. “Por ejemplo, podemos hacer canales en un material transparente que los fotones viajarán hacia abajo, un poco como las señales eléctricas que viajan a lo largo de los cables”.
Los fotones son atrapados por los cristales ópticos; de esta manera los qubits crean una puerta lógica cuántica para procesar la información, así pueden distinguir el estado extraño de los qubits y hacerlos funcionar, ya sea que estén encendidos o apagados.
El uso de cristales ópticos no lineales ya había sido propuesto en el pasado; sin embargo, el factor de los circuitos fotónicos es nuevo y le da un enfoque diferente a la investigación y al desarrollo de tecnología cuántica.
Por el momento se trata de una hipótesis de los investigadores, pero de acuerdo con Heuck, ya existe la tecnología necesaria para comenzar los experimentos y las computadoras cuánticas en temperatura ambiente podrían estar listas en la próxima década.
