Es una especie de autocorrección

Buenos Aires-(Nomyc)-Quienes investigan en el ámbito de las computadoras cuánticas están intentando resolver varios desafíos titánicos y uno de ellos, de manera probable el más complejo, es poner a punto una tecnología que permita a los equipos cuánticos enmendar sus propios errores y también es imprescindible elaborar nuevos algoritmos cuánticos, fabricar cúbits de más calidad y desarrollar nuevas herramientas que permitan controlarlos con precisión y llevar a cabo más operaciones lógicas con ellos.

De manera curiosa, hay un reto vinculado a la computación cuántica que suele pasar desapercibido y, al igual que los desafíos mencionados, es crucial ya que para que los cúbits de una computadora cuántica lleven a cabo su función de manera correcta, es imprescindible que operen en un entorno controlado, de manera que estén sometidos a las mínimas perturbaciones posibles, ya que si no es así, el estado cuántico del sistema no se preservará y las perturbaciones provocarán que cambien de estado cuántico de forma espontánea.

Para recrear el entorno de trabajo óptimo los cúbits superconductores operan a una temperatura extremadamente baja y de hecho, está muy cerca del cero absoluto, que es -273,15 ºC.

La temperatura de trabajo de los equipos cuánticos que tienen compañías como Intel, Google o IBM es de unos 20 milikelvin, que son unos -273 ºC y la ventaja que conlleva operar con un nivel de energía tan bajo, consiste en que permite dilatar el tiempo durante el que los cúbits mantienen los efectos cuánticos, pero no es fácil recrear estas condiciones.

La decoherencia cuántica es el enemigo a batir: en este contexto, la decoherencia cuántica se produce cuando desaparecen las condiciones necesarias para que un sistema que se encuentra en un estado cuántico entrelazado se mantenga.

Esto significa, en palabras más sencillas, que “a partir de ese momento los cúbits dejan de comportarse como dictan las reglas de la mecánica cuántica y pasan a exhibir el comportamiento dictado por las reglas de la física clásica” y en esta situación, es evidente que la aparición de la decoherencia cuántica es un problema debido a que, cuando surge los ordenadores cuánticos, pierden toda su ventaja sobre los superordenadores clásicos.

Los físicos y los ingenieros que trabajan para mejorar la calidad de los cúbits y preservar durante tanto tiempo como sea posible las condiciones necesarias para mantener la coherencia cuántica alcanzan, poco a poco, resultados muy positivos y un grupo de investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), en Estados Unidos,  contribuyó con un aporte muy importante.

«Este es uno de los principales problemas de la información cuántica, ya que el espín nuclear es un recurso muy atractivo para poner a punto sensores cuánticos, giroscopios y memorias cuánticas, pero tiene un tiempo de coherencia de unos 150 microsegundos” señaló Ju Li, el físico que lidera el grupo de investigación del MIT, sugiere cuál ha sido la estrategia que implementaron estos investigadores,  según explicaron en esta declaración. 

“Una vez que ha transcurrido ese tiempo la información simplemente desaparece. Lo que nosotros hemos descubierto es que si entendemos mejor las interacciones en estos sistemas (el ruido), podemos hacerlo mucho mejor» agregó Li.

Su solución es muy ingeniosa: pusieron a punto un protocolo que, de acuerdo con el artículo que han publicado en Physical Review Letters, consigue dilatar el tiempo de coherencia desde los 150 microsegundos hasta los 3 milisegundos, lo que el una diferencia abismal.

De manera curiosa, la estrategia que usaron para caracterizar la fuente de ruido, que de manera esencial se trata de la energía térmica residual presente en el sistema cuántico, e inhibirla, es parecida a la forma en que los auriculares con cancelación combaten el ruido.

No obstante ello, hay otra buena noticia: en su artículo explican que este es tan solo el punto de partida, por lo que esperan alcanzar tiempos de coherencia superiores a los 3 milisegundos.

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