Hardware revolucionario trae un nuevo modelo de computación cuántica

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Un nuevo enfoque teórico en el campo de la computación cuántica promete simplificar el hardware y acelerar el procesamiento de problemas del mundo real. Este enfoque utiliza interacciones cuánticas naturales en lugar de puertas lógicas complejas, lo que elimina muchos desafíos técnicos y reduce la decoherencia.

El equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos ha propuesto un algoritmo que aprovecha las interacciones naturales entre los giros electrónicos de los defectos en el diamante. Estas interacciones son ideales para realizar cálculos cuánticos y podrían resolver problemas prácticos que actualmente son inaccesibles para las computadoras clásicas o las computadoras cuánticas convencionales.

En lugar de depender de una larga cadena de puertas lógicas y entrelazamiento cuántico, este nuevo enfoque utiliza un campo magnético simple para rotar los qubits. La evolución precisa de los estados de espín es suficiente para implementar el algoritmo propuesto. Además, este enfoque requiere menos conexiones entre qubits, lo que reduce el impacto de la decoherencia y aumenta el tiempo de vida de los qubits.

El equipo espera colaborar con físicos experimentales para demostrar su enfoque utilizando átomos ultrafríos. Las tecnologías actuales en átomos ultrafríos son lo suficientemente avanzadas como para permitir cálculos con alrededor de 40 a 60 qubits, lo que sería suficiente para resolver muchos problemas del mundo real.

Este nuevo enfoque teórico ha demostrado su eficacia en la resolución de un problema de partición de números utilizando el algoritmo de Grover. Este algoritmo permite realizar búsquedas no estructuradas en grandes conjuntos de datos. Sin embargo, su implementación en las computadoras cuánticas actuales es difícil debido a los errores.

A diferencia de las computadoras cuánticas convencionales, que utilizan circuitos cuánticos y secuencias de operaciones elementales, este nuevo enfoque propuesto por el equipo de Los Álamos se basa en interacciones elementales. Solo se necesita un giro cuántico, realizado con dos qubits, para interactuar con el resto de los qubits y llevar a cabo la parte más compleja del algoritmo de Grover.

Además, este enfoque es topológicamente protegido, lo que significa que es robusto frente a errores en los campos de control y otros parámetros físicos, incluso sin corrección de errores cuánticos.

La computación cuántica es un campo en desarrollo, pero este enfoque teórico prometedor podría ser el camino hacia una computación cuántica más accesible y efectiva en la resolución de problemas del mundo real.