La computación cuántica ha dado un paso adelante con el desarrollo de un procesador cuántico programable hecho con silicio. El equipo utilizó energía de microondas para alinear dos partículas de electrones suspendidas en silicio, y luego las utilizó para realizar un conjunto de cálculos de prueba. Mediante el uso de silicio, los científicos esperan que las computadoras cuánticas sean más fáciles de controlar y fabricar. La investigación fue publicada en la revista Nature.

El viejo adagio del Gato de Schrödinger a menudo se usa para enmarcar un concepto básico de la teoría cuántica. Lo usamos para explicar el concepto de superposición peculiar, pero importante; donde algo puede existir en múltiples estados a la vez.

Para el amigo felino de Schrodinger, los estados simultáneos estaban muertos y vivos. La superposición es lo que hace que la informática cuántica sea tan poderosa.

Los procesadores informáticos estándar se basan en paquetes o bits de información, cada uno representa una única respuesta de sí o no. Los procesadores cuánticos son diferentes. No funcionan en el ámbito de sí o no, sino en el mundo casi surrealista de sí y no. Este estado gemelo de la información cuántica se conoce como #qubit. Para aprovechar su poder, debes vincular múltiples qubits, un proceso llamado enredo. Con cada qubit adicional agregado, la potencia de cálculo del procesador se duplica efectivamente.

Pero generar y vincular qubits, y luego instruirlos para realizar cálculos en su estado enredado no es una tarea fácil.

Son increíblemente sensibles a las fuerzas externas, lo que puede dar lugar a errores en los cálculos y, en el peor de los casos, hacer que los qubits enredados se desmoronen. A medida que se agregan qubits adicionales, aumentan los efectos adversos de estas fuerzas externas. Una forma de hacer frente a esto es incluir qubits adicionales cuyo único papel es el de verificar y corregir los resultados para datos engañosos o erróneos.

Esto significa que las computadoras cuánticas más potentes, que serán útiles para la resolución de problemas complejos, como averiguar cómo se doblan las proteínas o modelar procesos físicos dentro de átomos complejos, necesitarán muchos qubits.

El Dr. Tom Watson, de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, y uno de los autores del artículo, dijo: "Hay que pensar qué se necesita para hacer una informática cuántica útil. Los números no están muy bien definidos, pero Probablemente va a tomar miles o quizás millones de qubits, por lo que necesita construir sus qubits de una manera que pueda escalar hasta estos números".

Se debe encontrar una manera fácil de fabricar procesadores qubit grandes y estables.

Y el Dr. Watson y sus colegas pensaron que había una solución obvia. “Como hemos visto en la industria de la informática, el silicio funciona bastante bien en términos de ampliación utilizando los métodos de fabricación utilizados", dijo. El equipo de investigadores, que también incluía científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison, recurrió al silicio para suspender los qubits de un solo electrón cuyo giro se solucionó mediante el uso de energía de microondas. En el estado de superposición, el electrón giraba hacia arriba y hacia abajo.

El equipo pudo conectar dos qubits y programarlos para realizar cálculos de prueba

Luego, podrían cotejar los datos generados por el procesador de silicio cuántico con los generados por una computadora estándar que ejecuta los mismos cálculos de prueba. El equipo había construido con éxito un procesador programable de silicio de dos qubits.

Comentando el estudio, el profesor Winfried Hensinger, de la Universidad de Sussex, dijo: "El equipo logró hacer una compuerta cuántica de dos qubits con una tasa de error muy respetable, mientras que la tasa de error es aún mucho mayor que en el qubit atrapado o el superconductor las computadoras cuánticas, el logro es aún notable, ya que aislar los qubits del ruido es extremadamente difícil”.

Añadió: "Aún está por verse si se pueden realizar tasas de error que sean consistentes con el concepto de operación de computación cuántica tolerante a fallas. Sin embargo, sin duda, este es un logro realmente sobresaliente". Y en un documento adjunto, un equipo internacional, dirigido por el profesor Jason Petta de la Universidad de Princeton, pudo transferir el estado de giro de un electrón suspendido en silicio a un solo fotón de luz.

Según el profesor Hensinger, este es un "logro fantástico" en el desarrollo de las computadoras cuánticas basadas en silicio.

Explicó: "Si las compuertas cuánticas en una computadora cuántica de estado sólido pueden realizarse con tasas de error suficientemente bajas, entonces este método podría usarse para conectar diferentes módulos de computación cuántica que permitirían una computadora cuántica completamente modular". #Era cuantica