LOS CIENTÍFICOS CREAN PRIMER PROCESADOR ELECTRONICO CUÁNTICO

Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Yale ha creado el primer procesador de rudimentaria cuántica en estado sólido, tomando otro paso hacia el sueño final de construcción de un equipo de quantum.

También usan el chip superconductor dos-qubit para ejecutar correctamente algoritmos elementales, tales como una búsqueda simple, demostrando procesamiento con un dispositivo de estado sólido por primera vez de la información cuántica. Sus conclusiones aparecen en la publicación en línea avanzada de la naturaleza.

“ Nuestro procesador puede realizar sólo unos pocas simple tareas cuánticas, que han sido demostradas antes con núcleos único, átomos y fotones, ” dijo Robert Schoelkopf, el William A. Norton profesor de física & física aplicada en Yale. "Pero esta es la primera vez que han sido posibles en un dispositivo electrónico que se ve y se siente mucho más como un microprocesador regular".

Trabajando con un grupo de físicos teóricos dirigido por Steven Girvin, el profesor de Higgins Eugene de la física & Applied física, el equipo ha fabricado dos átomos artificiales, o qubits (“ cuántica bits ”). Si bien cada qubit está hecho realmente de átomos de aluminio de mil millones, actúa como un átomo único que puede ocupar dos Estados diferentes de energía. Estos Estados son análogas a la “ 1 ” y “ 0 ” o “ sobre ” y “ off ” Estados de bits regulares empleadas por equipos convencionales. Causa de las leyes counterintuitive de la mecánica cuántica, sin embargo, los científicos efectivamente colocar qubits en un “ superposición ” de varios Estados al mismo tiempo, permitiendo una mayor almacenamiento de información y capacidad de procesamiento.

Por ejemplo, imagine tener cuatro números de teléfono, entre ellos uno para un amigo, pero no saber qué número pertenecía a ese amigo. Normalmente tendría que tratar de números de dos a tres antes de que marcara el acertado. Un procesador cuántica, por otra parte, puede encontrar el número correcto en un único try.

“ En su lugar de tener que realizar una llamada telefonica a un número, entonces otro número, utiliza la mecánica cuántica para acelerar el proceso, ” dijo Schoelkopf. “ Es como ser capaz de realizar una llamada telefonica a todos los cuatro números, pero sólo uno es el correcto ”.

Este tipo de cálculos, aunque simple, no ha sido posible mediante qubits en estado sólido hasta ahora en parte porque los científicos no podrían conseguir que el qubits durara lo suficiente. Mientras que el primeros qubits de hace una década eran capaces de mantener específicos estados cuánticos por cerca de un nanosegundo, Schoelkopf y su equipo ahora son capaces de mantener el suyo por un microsegundo ( más de mil veces, que es suficiente para ejecutar los algoritmos de simples). Para realizar sus operaciones, los qubits se comunican entre sí mediante un “ bus cuántico ” ( fotones que transmiten información a través de cables conectando el qubits ) previamente desarrollada por el Grupo de Yale.

A continuación, el equipo trabajará para aumentar la cantidad de tiempo en que los qubits se mantienen en sus estados cuánticos por lo que pueden ejecutar algoritmos más complejos. También trabajan para conectar qubits más con el autobús cuántico. La capacidad de procesamiento aumenta exponencialmente con cada qubit agregado, dijo Schoelkopf, por lo que el potencial de informática de cuántica más avanzado es enorme. Pero él advierte aún ser algún tiempo antes cuántica equipos se utilizan para resolver problemas complejos.

(foto:blake Johnson/Yale University)

Yale University