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Cuando se realicen por completo, las computadoras cu\u00e1nticas impulsar\u00e1n a la humanidad a trav\u00e9s de problemas que parecen imposibles de resolver hoy. Pero incluso los problemas imposibles tienen una forma de demostrar que son posibles, dado el tiempo suficiente: al igual que los humanos que pod\u00edan volar parec\u00edan imposibles antes de que los hermanos Wright reescribieran el futuro.<\/p>\n
Una de las principales limitaciones de los qubits actuales es que pueden decoherirse muy r\u00e1pidamente, pasando de un estado en el que proporcionan trabajo pr\u00e1ctico a otro en el que los c\u00e1lculos no proporcionan resultados precisos. As\u00ed que es otro tipo de carrera contra el tiempo, una en la que los investigadores del Instituto Japon\u00e9s de Ciencias Moleculares ahora han saltado al primer lugar. (se abre en una pesta\u00f1a nueva)<\/span> rompiendo el r\u00e9cord anterior de la operaci\u00f3n de puerta de dos qubits m\u00e1s r\u00e1pida jam\u00e1s realizada en computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. (se abre en una pesta\u00f1a nueva)<\/span><\/p>\n\nLos qubits, como su nombre lo indica, son el equivalente cu\u00e1ntico del bit binario que impuls\u00f3 nuestra revoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica. El poder particular de los qubits es que no necesitan fijarse en un valor de uno o<\/strong> cero. En su lugar, tienen la capacidad a\u00f1adida de poder representar tanto a uno como a otro. y<\/strong> cero. Permite que los qubits proporcionen mucho m\u00e1s trabajo por unidad de tiempo que el bit b\u00e1sico. Ya ha permitido que los c\u00e1lculos del mundo real (como el Sensor Placement Challenge de BMW) hagan en seis minutos lo que a nuestras computadoras m\u00e1s potentes les tomar\u00eda exponencialmente m\u00e1s tiempo. <\/p>\nUna operaci\u00f3n de compuerta de dos qubits es la disposici\u00f3n de qubits m\u00e1s fundamental (y la primera en la escala de ventajas), y requiere que los dos qubits se enreden, lo que simplifica enormemente las cosas; esto significa esencialmente que su estado es compartido (o coherente). Sin embargo, como hemos visto, los sistemas cu\u00e1nticos actuales son propensos al ruido (como la radiaci\u00f3n ambiental, entre otros). El ruido puede hacer que su enredo se descoherente, lo que dificultar\u00e1 cualquier operaci\u00f3n que est\u00e9n ejecutando (\u00bfrecuerdas cuando hiciste demasiado overclocking en tu PC y Prime95 devolvi\u00f3 un error? Esa es una forma de decirlo. <\/p>\n
Hay dos formas de lidiar con este problema: realizamos las operaciones m\u00e1s r\u00e1pido, antes de que la decoherencia tenga tiempo de establecerse, generalmente a escala de microsegundos, o aumentamos la longevidad del entrelazamiento del qubit. Los investigadores japoneses optaron por el primer enfoque.<\/p>\n
Usando l\u00e1seres, los investigadores enfriaron dos \u00e1tomos-qubits hechos del elemento rubidio (siendo las part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as absolutas de una unidad fundamental, los \u00e1tomos se inclinan naturalmente a las tareas cu\u00e1nticas) a temperaturas cercanas al cero absoluto (\u2212273,15 \u00b0C). <\/p>\n
No es la \u00fanica t\u00e9cnica de cero absoluto para manejar qubits; la f\u00edsica tiene que ver con la rapidez con la que las mol\u00e9culas interact\u00faan entre s\u00ed. A temperaturas m\u00e1s altas, interact\u00faan m\u00e1s r\u00e1pido y son m\u00e1s excitables. Enfriarlos al vac\u00edo equivalente del espacio, por otro lado, es similar a ponerlos en hibernaci\u00f3n, ralentizando sus interacciones entre s\u00ed y con el entorno mismo, aumentando as\u00ed los tiempos de coherencia. Por supuesto, como un oso, todav\u00eda saltar\u00e1n de ese estado con un empuj\u00f3n lo suficientemente fuerte, pero tal vez puedan manejar un pinchazo o dos.<\/p>\n
Luego, los investigadores aseguraron estos \u00e1tomos dentro de un micr\u00f3metro entre s\u00ed usando pinzas \u00f3pticas, y un l\u00e1ser final manipul\u00f3 los qubits a intervalos de diez picosegundos (una billon\u00e9sima de segundo). Usando esta t\u00e9cnica, los investigadores ejecutaron con \u00e9xito una operaci\u00f3n de puerta cu\u00e1ntica, que concluy\u00f3 en 6,5 nanosegundos, menos de la mitad de la operaci\u00f3n de puerta de dos qubits m\u00e1s r\u00e1pida anterior, que tom\u00f3 15 nanosegundos.<\/p>\n
Mil nanosegundos caben en un solo microsegundo, por lo que hubo mucho tiempo entre que los qubits se enredaron y el sistema se decoheri\u00f3 para realizar los c\u00e1lculos.<\/p>\n
Si bien el trabajo de los investigadores a\u00fan no resuelve los problemas de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, es un paso en la direcci\u00f3n correcta. Como m\u00ednimo, muestra que todav\u00eda hay velocidades operativas m\u00e1s r\u00e1pidas para desbloquear en el \u00e1mbito cu\u00e1ntico, lo que en \u00faltima instancia deber\u00eda escalar el rendimiento disponible de esta nueva soluci\u00f3n inform\u00e1tica emergente. <\/p>\n
Hay ciertas advertencias pr\u00e1cticas para el sistema creado por los investigadores. Por un lado, solo lograron enredar y operar en dos qubits enredados. IBM, por ejemplo, planea introducir su 433-qubit \u00c1guila pescadora<\/em> Unidad de procesamiento cu\u00e1ntico (QPU) este a\u00f1o.<\/p>\nOtra cosa a tener en cuenta es que los qubits de \u00e1tomos de rubidio empleados por los investigadores, y la t\u00e9cnica que permiti\u00f3 romper el r\u00e9cord mundial, requieren enfriar el sistema hacia el cero absoluto. Ese es un esfuerzo costoso y dif\u00edcil de replicar en la inform\u00e1tica de alto rendimiento (HPC) y otros entornos en todo el mundo.<\/p>\n
Hay muchos corredores y, sin duda, ciertas tecnolog\u00edas se desarrollar\u00e1n m\u00e1s lentamente que otras, dej\u00e1ndolas comer el polvo proverbial de la inversi\u00f3n de capital y tiempo. Pero hasta que haya una tecnolog\u00eda qubit que sea el l\u00edder indiscutible, al igual que el silicio para los semiconductores en el momento de su introducci\u00f3n, la pregunta permanecer\u00e1 abierta.<\/p>\n<\/div>\n
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