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La computación cuántica, más cerca

Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Bristol (Reino Unido) ha desarrollado un nuevo método de computación cuántica que podría utilizarse en breve para realizar cálculos complejos imposibles para los ordenadores actuales. La in...

Un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos de la Universidad de Bristol (Reino Unido) ha desarrollado un nuevo método de computación cuántica que podría utilizarse en breve para realizar cálculos complejos imposibles para los ordenadores actuales. La investigación recibió fondos del proyecto QUANTIP («Fotónica integrada cuántica»), financiado a su vez con algo más de 2 millones de euros a través del tema «Tecnologías de la información y la comunicación» (TIC) del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Unión Europea. El estudio se presentó en la revista Science. Estos científicos desarrollaron un chip de silicio que podría emplearse para realizar cálculos y simulaciones de gran complejidad gracias al empleo de partículas cuánticas. Confían en que su dispositivo abrirá un nuevo camino hacia la computación cuántica, un tipo de ordenador de gran potencia que emplea bits cuánticos (qubits) en lugar de los bits empleados en la actualidad. A diferencia de los bits o transistores convencionales, capaces de presentar sólo uno de sus dos estados posibles en un momento dado (1 o 0), un qubit puede encontrarse en distintos estados al mismo tiempo y utilizarse para almacenar y procesar una cantidad de información mucho más grande y a mayor velocidad. «Se calcula que el ordenador cuántico no será factible al menos hasta dentro de veinticinco años», indicó el profesor Jeremy O'Brien, director del Centro de Fotónica Cuántica de la Universidad de Bristol. «Pero con nuestra nueva técnica creemos que en diez años podría crearse un ordenador cuántico con una potencia de cálculo superior a la de los ordenadores convencionales.» La nueva técnica consiste en emplear dos partículas de luz (fotones) idénticas en movimiento sobre una red de circuitos construidos sobre un chip de silicio con el fin de experimentar con el denominado «paseo cuántico». Los experimentos del paseo cuántico mediante un fotón no son nuevos e incluso pueden modelarse con exactitud mediante la física clásica. No obstante, es la primera vez que se realiza un paseo cuántico con dos partículas y las implicaciones que ello conlleva son muchas. «Mediante un sistema de dos fotones podemos realizar cálculos exponencialmente más complejos», indicó el profesor O'Brien. «Estos son prácticamente los primeros pasos de un campo nuevo en la ciencia informática cuántica y allanarán el camino hacia ordenadores cuánticos que desentrañen los problemas científicos más complejos.» El profesor O'Brien sugirió que la técnica «podría aumentar el conocimiento que poseemos sobre procesos importantes y contribuir, por ejemplo, al desarrollo de células solares más eficientes». También podría emplearse para crear buscadores ultrarrápidos y eficientes y para diseñar materiales de alta tecnología y fármacos nuevos. Los científicos afirmaron que el paso de uno a dos fotones es más importante de lo que parece «porque las dos partículas deben ser idénticas en todos los sentidos y por la forma en la que éstas interfieren o interactúan unas con otras. No existe una analogía directa de esta interacción al margen de la física cuántica.» No obstante añadieron que este avance dista mucho de ser el final del camino. «Ahora que podemos realizar y observar paseos cuánticos fotónicos, el paso a un sistema de tres o más fotones es relativamente sencillo, pero los resultados serán igual de apasionantes», indicó el profesor O'Brien. «Cada fotón añadido aumenta de forma exponencial la complejidad de los problemas que es capaz de resolver, por lo que si un paseo cuántico de un fotón devuelve 10 resultados, un sistema difotónico produce 100 y un sistema con tres fotones 1.000 soluciones, y así sucesivamente.» El grupo de investigación planea ahora utilizar el chip para realizar simulaciones de mecánica cuántica y aumentar la complejidad de sus experimentos no sólo añadiendo más fotones sino empleando circuitos de mayor tamaño.

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