Quantum Computers: MIT y Harvard se acercan con "Quantum Simulator"

Las computadoras cuánticas son el santo grial de la ingeniería del siglo XXI, ya que su rareza cuántica les permitiría contener información y resolver problemas mucho más complejos que cualquier cosa que puedan manejar incluso las mejores supercomputadoras de hoy.

Según informan el miércoles en dos artículos publicados en Naturaleza, los investigadores de Harvard, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad de Maryland no han creado una computadora cuántica en toda su gloria, pero se han acercado bastante. En su lugar, han construido lo que se conoce como un simulador cuántico. Carece de la versatilidad casi infinita de una computadora cuántica, pero utiliza principios cuánticos para resolver problemas muy específicos.

Entonces, ¿qué se necesitaría exactamente para que este sistema se considere una computadora cuántica? El profesor de Harvard Mikhail Lukin, el co-líder de uno de los papeles, dice Inverso El tema es triple.

"Tendríamos que aumentar la cantidad de qubits disponibles, mejorar la coherencia o reducir el error de estos qubits, y aumentar el nivel de programabilidad del sistema, para que sea capaz de resolver un mayor número de problemas", dice..

Los investigadores pudieron capturar y manipular 51 átomos individuales, o qubits, para crear un simulador cuántico. Ese es el mayor conjunto de qubits jamás reunidos para un simulador de este tipo. En lugar de partículas iónicas cargadas, los investigadores fueron los primeros en utilizar átomos neutros con propiedades idénticas. A diferencia de los iones, los átomos neutros no repelen. Esto hizo posible reunir un grupo tan grande de qubits.

Los Qubits son las unidades subyacentes que hacen posible la computación cuántica. En una computadora estándar, todos los tweets que escribes se almacenan como binarios, o una serie de ceros o unos. En una computadora cuántica, los datos se almacenan en qubits que pueden ser cualquier cosa, desde un fotón, un electrón o un núcleo.

Un poco debe puede ser un uno o un cero, mientras que un qubit puede ser uno y cero al mismo tiempo. Sí, eso es muy indeciso, pero permite que las computadoras cuánticas almacenen exponencialmente más datos que las máquinas binarias. Los 51 átomos que los investigadores pudieron capturar podrían representar más de 2 billones de valores. Permitir que los científicos resuelvan problemas de optimización como el problema de los vendedores ambulantes y simular fenómenos físicos que de otra manera no podrían.

"Estas interacciones en estudio son ​​de naturaleza cuántica mecánica", dijo Alexander Keesling, Ph.D. Estudiante y coautor del estudio en un comunicado. "Si intentas simular estos sistemas en una computadora, estás restringido a tamaños de sistema muy pequeños, y el número de parámetros es limitado. Si hace que los sistemas sean cada vez más grandes, muy rápidamente se quedará sin memoria y capacidad de cálculo para simularlo en una computadora clásica. La forma de evitarlo es construir el problema con partículas que siguen las mismas reglas que el sistema que estás simulando, por eso llamamos a esto un simulador cuántico ".

Lukin le dice Inverso no hay un marco de tiempo para cuando las computadoras cuánticas se conviertan en una realidad, pero esta investigación le da a los científicos la capacidad de jugar con cosas que estaban completamente fuera del ámbito de las computadoras que utilizamos hoy en día. Esto abre la puerta para comprender mejor las complejidades del mundo en que vivimos de una manera completamente nueva.

Los científicos quieren construir una computadora cuántica del tamaño de un campo de fútbol.