Científicos logran que la computación cuántica sea más rápida

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
18 de Marzo de 2016 a las 12:04
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Científicos logran que la computación cuántica sea más rápida

Un grupo de investigadores finlandeses ha descubierto una manera de hacer que las computadoras cuánticas sean incluso más potentes de lo que ya son. Y para hacerlo solo han tenido que contradecir totalmente el sentido común.

Mientras que las computadoras normales leen la información un bit (un lote de secuencia de unos y ceros) a la vez, las computadoras cuánticas leen todas las opciones al mismo tiempo siendo muchísimo más rápidas que las computadoras clásicas. Lo hacen aprovechando el entrelazamiento cuántico donde pares o grupos de átomos están unidos entre sí de una manera especial que les hace actuar como un solo sistema realizando una sola acción. Los pares de átomos componen qubits, que son los análogos cuánticos de los bits.

Durante un cálculo, siempre que los átomos permanecen enredados, los qubits utilizan de forma simultánea todas las combinaciones posibles de unos y ceros que podría contener un número equivalente de bits. Ellos exploran todas estas opciones y eligen la mejor. Entonces se mide la energía de cada qubit.

Los átomos tienen energías discretas, por lo que un qubit con una baja energía medida sería llamado un 0, y uno un nivel de hasta sería un 1. La medición destruye el entrelazamiento, pero revela la solución.

Sin embargo, si cada uno de los átomos podría buscar a través de varios valores, la computadora podría probar más opciones a la vez. Por eso los científicos han empezado a probar los qutrits, donde hay tres opciones: 0 (baja energía), 1 (media energía), y 2 (alta energía). Los qutrits son difíciles de configurar, pero una disposición estable podría significar una computadora mucho más potente.

Esto es justamente lo que ha conseguido el equipo del profesor Sorin Paraoanu de la Universidad Aalto en Finlandia. En un artículo publicado por la revista Nature Communications, los investigadores describen cómo hicieron qutrits disparando dos pulsos de luz a un grupo de átomos entrelazados. Un pulso los llevó del nivel de energía más bajo (0) a un paso más alto (1), y el otro impulso los levantó de allí a un nivel de energía superior (2). Los pulsos permitieron que los átomos accedieran a los tres niveles deenergías, haciéndolos qutrits.

Si los átomos permanecían en la energía media durante demasiado tiempo, entonces tenían una buena oportunidad de desenredarse y esto habría terminado el experimento inmediatamente.

Así que el equipo de Paraoanu hizo algo extraño: enviaron los impulsos en el orden equivocado. Primero el impulso que lleva a los átomos de 1 a 2, luego otro que los llevaba de 0 a 1. Es como si uno quisiera salir de un aparcamiento yendo hacia adelante primero. Obviamente uno no haría eso porque uno entiende la causalidad, el orden de las cosas importan en el mundo a escala humana.

Sin embargo a nivel cuántico los átomos pueden comportarse de manera contra intuitiva. Cuando el primer impulso los impactó, los átomos comenzaron a buscar todas las posibles energías  a las que podrían dirigirse, y luego se dirigieron hacía la mejor luego del segundo impacto (aunque los átomos no podrían haber sabido que el segundo impacto estaba en camino cuando el primero llegó). Los átomos evitaron permanecer en 1 y pasaron directamente al 2, donde permanecieron mucho más estables. Una vez que estuvieron en 2, se iniciaron los cálculos.

Suena totalmente extraño, pero el mundo de la mecánica cuántica es así. Contraintuitivo.

 

FUENTE: SCIENCEALERT


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