La miniaturización de los ordenadores cuánticos avanza rápidamente, y unos investigadores acaban de dar un nuevo paso desarrollando un ordenador cuántico basado en un solo fotón, prometiendo revolucionar el campo.
¿Un fotón para calcular? Ese es el desafío que han asumido unos científicos taiwaneses, quienes han desarrollado una máquina capaz de realizar cálculos gracias a la luz, sin necesidad de enfriamiento extremo.
Los ordenadores cuánticos tradicionales utilizan cúbits capaces de superposición cuántica, pero requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, un obstáculo significativo. Este nuevo dispositivo propone un enfoque fotónico innovador: un único fotón, guiado en una fibra óptica, almacena y procesa datos en 32 estados cuánticos diferentes, eliminando así la necesidad de temperaturas extremas.
La tecnología fotónica ofrece una alternativa energética más eficiente, sin el engorro de los refrigeradores cuánticos masivos. Este prototipo abre el camino a ordenadores cuánticos compactos, adecuados para entornos habituales.
Comparado con los cúbits basados en iones atrapados, este dispositivo es más estable. Estos cúbits son muy sensibles a las perturbaciones y requieren sistemas de enfriamiento y láseres sofisticados. En este nuevo ordenador, del tamaño de una caja, la luz realiza los cálculos, y sus 32 estados cuánticos aumentan considerablemente su capacidad de procesamiento, mientras permanece miniaturizado.
Las aplicaciones potenciales son vastas. Esta innovación podría transformar sectores como la logística, la inteligencia artificial, la seguridad de los datos y la industria farmacéutica.
Se esperan más avances. El equipo espera aumentar aún más la capacidad de cálculo para abordar problemas más complejos, mientras desarrollan redes de comunicación cuántica.
¿Qué es un ordenador cuántico?
Un ordenador cuántico utiliza los principios de la mecánica cuántica para ejecutar cálculos de una manera fundamentalmente diferente a los ordenadores clásicos. A diferencia de los bits, que toman el valor 0 o 1, los cúbits aprovechan fenómenos como la superposición, permitiéndoles existir en varios estados simultáneamente. Esta capacidad permite un procesamiento paralelo de los datos, inalcanzable por los sistemas clásicos.
Los cúbits se benefician de la intrincación, un fenómeno por el cual dos cúbits, aunque estén lejos, permanecen entrelazados. Si el estado de uno cambia, el otro se ajusta instantáneamente, sin importar la distancia. Gracias a esta interconexión, un ordenador cuántico puede ejecutar cálculos complejos, como la modelización molecular o el cifrado de datos, que requieren una potencia exponencial.
Para que un ordenador cuántico sea eficiente, los cúbits deben mantenerse estables. La mayoría de los sistemas requieren temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 °C) para limitar las perturbaciones, lo que implica una infraestructura costosa y voluminosa. Sin embargo, nuevos enfoques como la informática fotónica, que utiliza fotones a temperatura ambiente, ofrecen soluciones prometedoras para hacer que esta tecnología sea más accesible.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Physical Review Applied