Nueva Estrategia Para Lograr Computadoras Cuánticas
28 de Abril de 2008.
Una inusual observación en un laboratorio de física de la Universidad de Florida Central podría conducir con más rapidez a una nueva generación de computadoras cuánticas, capaces de revolucionar la tecnología de encriptación y dejar obsoletos a los sistemas actuales de encriptación en ordenadores y en tarjetas de crédito.
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Los consumidores, las compañías de tarjetas de crédito y las empresas de alta tecnología dependen de la criptografía para proteger la transmisión de la información confidencial. Los actuales sistemas de encriptación se basan en que los ordenadores convencionales necesitarían miles de años para factorizar un número grande, convirtiendo a ese reto en un objetivo muy difícil de lograr.
Sin embargo, si la observación hecha por Enrique del Barco puede comprenderse por completo y aplicarse en su totalidad, los científicos tendrán una mejor base para crear las computadoras cuánticas, que podrían descifrar fácilmente el sistema de encriptación más complicado en cuestión de horas.
Esta observación puede propiciar que se logre comprender mejor el efecto de túnel cuántico en los sistemas magnéticos de tamaño nanométrico, lo cual podría revolucionar el modo en que hoy entendemos la computación.
"Esto es fascinante", relata del Barco. "Cuando lo observamos por primera vez, nos mirábamos entre nosotros y decíamos: "Esto no puede ser". Lo repetimos una y otra vez y logramos siempre el mismo resultado".
Según la mecánica cuántica, los pequeños objetos magnéticos llamados nanoimanes pueden existir en dos estados distintos (con el polo norte hacia arriba o hacia abajo). Ellos pueden cambiar su estado a través de un fenómeno denominado túnel cuántico.
Cuando los nanoimanes cambian sus polos, puede observarse un cambio abrupto en su magnetización por medio de las técnicas de magnetometría de bajas temperaturas utilizadas en el laboratorio de Enrique del Barco.
Controlando los cambios promovidos por el efecto de túnel cuántico se podría ayudar a crear las puertas lógicas cuánticas necesarias para crear este tipo de computadoras. Se cree que entre las diferentes propuestas existentes para obtener una computadora cuántica práctica, el espín (el momento magnético) de los dispositivos de estado sólido es la más prometedora.
Y éste es el caso de los imanes moleculares de Enrique del Barco y sus colegas. Y, aunque, por supuesto, aún hay un largo trecho a recorrer antes de que las computadoras cuánticas sean una realidad práctica, la nueva investigación constituye un paso importante hacia esa meta.
Los coautores del estudio son Christopher Ramsey, de la Universidad de Florida Central, Stephen Hill de la Universidad de Florida y Sonali J. Shah, Christopher C. Beedle y David N. Hendrickson, de la Universidad de California en La Jolla.
Información adicional en:
UCF
jueves, 10 de julio de 2008
Cómo construir una computadora cuántica
The Economist Intelligence Unit
La computación está a punto de encontrarse con un problema. En cada nueva generación los componentes son más pequeños que en la precedente, y la velocidad a la que avanza la miniaturización significa que en el curso de los próximos 15 años o poco más se llegará a un límite fundamental. En ese punto no sólo aparecen los extraños efectos de la mecánica cuántica, sino que los propios componentes estarán en la escala de los átomos y ya no será posible reducirlos más. Por eso científicos e ingenieros buscan nuevas formas de construir computadoras.
Una ruta que exploran, que se examinó en una reunión realizada recientemente en la Real Sociedad de Londres, se llama computación cuántica. En vez de tratar de vencer la rareza cuántica, esta técnica la asume y la explota.
Lo que distingue una computadora cuántica de las que se usan actualmente es el número de cálculos que puede hacer en paralelo. Ambas usan aritmética binaria, pero en formas bastante distintas. Una computadora clásica emplea bits -dígitos binarios, cero o uno- para procesar y almacenar información. Pero un bit debe ser una cosa u otra, no las dos al mismo tiempo. Una computadora cuántica no sufre de esa restricción.
La teoría cuántica permite que las partículas subatómicas existan en más de un estado a la vez, fenómeno conocido como superposición. Un electrón, por ejemplo, tiene una propiedad llamada espín (del inglés spin), o giro, que puede estar "arriba" o "abajo", o en una extraña combinación de ambos. Usar el espín de un electrón para representar un bit de datos le permitiría estar arriba y abajo (es decir, cero y uno) al mismo tiempo. En vez de ser un bit sería, según la jerga, un qubit.
A diferencia de un bit, un qubit puede -al menos en teoría, y si puede escribirse el programa en forma correcta- usarse en más de un cálculo a la vez. Y si se añaden qubits, el proceso crece en progresión geométrica. Una computadora cuántica de dos qubits podría realizar cuatro cálculos en paralelo; una de 20 qubits, más de un millón. Un aparato de mil qubits podría procesar más cálculos simultáneos que el número de partículas existentes en el universo observable.
Es esta multiplicación geométrica la que hace tan portentoso el potencial de la computación cuántica. Aparte de acabar con el problema de la miniaturización, permitiría crear, según sus proponentes, computadoras capaces de superar en forma abrumadora a las máquinas actuales. Podrían realizar cálculos mucho más aprisa y también resolver problemas hoy imposibles. Incluso podrían abrir la vía a aplicaciones que hoy apenas pueden imaginarse, según Lov Grover, de Lucent Technologies, empresa que realiza investigaciones en ese campo.
Todo ello, claro, siempre y cuando se pueda hacer. Hasta ahora sólo se han probado dispositivos pequeños, y muchos necesitan mantenerse en condiciones estrictamente definidas. Una razón de esta sensibilidad es que los qubits pueden mantener su superposición cuántica sólo si no interactúan con otros objetos. Es decir, deben estar aislados. Andrew Briggs, científico en nanomateriales de la Universidad de Oxford, es miembro de un equipo internacional que trabaja en este problema. En la reunión de la Real Sociedad comentó que su equipo logró atrapar un átomo de nitrógeno en una esfera formada por 60 átomos de carbono, conocida como buckyball, y usar sus electrones como un solo bit.
La molécula resultante mantuvo el qubit en superposición durante 500 nanosegundos, más que cualquier otro sistema molecular en estudio. Por desgracia, sigue siendo un tiempo demasiado breve (500 mil millonésimos de segundo, para ser exactos), que no permite realizar un cálculo. Para inducir una superposición que durara un poco más, el equipo golpeó repetidas veces el qubit con un pulso de microondas, técnica conocida como bang bang, la cual interrumpe cualquier interacción entre el qubit y su entorno, y mantiene la superposición un poco más.
Hasta aquí, todo bien. Utilizar buckyballs para aislar qubits puede resultar particularmente útil, porque también podrían atraparse átomos de otros elementos además del nitrógeno, lo cual abre la posibilidad de encontrar materiales más apropiados para usarse como qubits, y emplear otras propiedades aparte del espín de sus electrones para crear superposición. Sin embargo, el trabajo sigue en la escala de un solo qubit, a muchos años de poder darle uso comercial.
Un segundo enfoque, adoptado por un equipo en el que participa David Williams, quien trabaja en el laboratorio de investigación de Hitachi en Cambridge (Inglaterra), podría estar más cerca de la utilidad. El equipo del doctor Williams quiere emplear los chips de silicio existentes para hacer computadoras cuánticas, lo cual tiene la ventaja de ser una tecnología probada. La idea es manufacturar "puntos cuánticos" -burbujas minúsculas de material que actuarían como qubits- en la superficie de los chips. Los puntos serían manipulados por estructuras de mayor escala para crear algo parecido a una computadora de verdad, más que una curiosidad de laboratorio. De hecho, ya todos los elementos de un qubit semiconductor se han producido en el laboratorio, y algunos incluso se han puesto a funcionar juntos. Sin embargo, aún no se prueba un circuito completo.
Una tercera forma de crear una computadora cuántica emplea como qubits iones (átomos con carga eléctrica) atrapados por ondas electromagnéticas oscilatorias. Muchos grupos trabajan en esta idea. El año pasado, por ejemplo, un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan construyó un chip semiconductor que funcionaba como trampa de iones. Tales dispositivos son construidos por técnicas litográficas comunes, lo cual los hace una forma atractiva de fabricar verdaderas computadoras cuánticas.
Sin embargo, aferrarse a métodos probados podría no ser el enfoque correcto. Después de todo, no fue la tecnología prexistente de válvulas la que dio viabilidad a las primeras computadoras digitales, sino una nueva y en un principio temperamental invención llamada transistor. Desarrollar tecnología existente para usarla en computadoras cuánticas podría resultar igualmente erróneo. En este contexto, una forma de materia de descubrimiento relativamente reciente, llamada condensado de Bose-Einstein, podría señalar la ruta hacia delante.
En un condensado de Bose-Einstein, los átomos son tan fríos que todos caen en su estado cuántico más bajo. Eso significa que, en términos cuánticos, son idénticos. Y eso a su vez quiere decir que actúan como un solo objeto cuántico, ideal para convertirlo en un qubit, si es que puede resolverse la pequeña dificultad de mantenerlos a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Varios grupos trabajan en este problema, entre ellos uno encabezado por Ed Hinds, del Imperial College de Londres. El doctor Hinds hace sus condensados bombardeando los átomos con rayos láser especialmente ajustados, lo cual los obliga a emitir energía y liberar calor, y a la larga los enfría en una uniformidad cuántica que puede ser atrapada por un campo magnético.
Lo que ocurre después no está claro. El doctor Hinds no ha encontrado aún cómo comunicarse con este qubit recién creado. Tampoco es seguro que los condensados de Bose-Einstein sean los próximos transistores. Pero la computación cuántica parece estar ganando impulso propio. Démosle unos 15 años, y quién sabe qué resultará.
La computación está a punto de encontrarse con un problema. En cada nueva generación los componentes son más pequeños que en la precedente, y la velocidad a la que avanza la miniaturización significa que en el curso de los próximos 15 años o poco más se llegará a un límite fundamental. En ese punto no sólo aparecen los extraños efectos de la mecánica cuántica, sino que los propios componentes estarán en la escala de los átomos y ya no será posible reducirlos más. Por eso científicos e ingenieros buscan nuevas formas de construir computadoras.
Una ruta que exploran, que se examinó en una reunión realizada recientemente en la Real Sociedad de Londres, se llama computación cuántica. En vez de tratar de vencer la rareza cuántica, esta técnica la asume y la explota.
Lo que distingue una computadora cuántica de las que se usan actualmente es el número de cálculos que puede hacer en paralelo. Ambas usan aritmética binaria, pero en formas bastante distintas. Una computadora clásica emplea bits -dígitos binarios, cero o uno- para procesar y almacenar información. Pero un bit debe ser una cosa u otra, no las dos al mismo tiempo. Una computadora cuántica no sufre de esa restricción.
La teoría cuántica permite que las partículas subatómicas existan en más de un estado a la vez, fenómeno conocido como superposición. Un electrón, por ejemplo, tiene una propiedad llamada espín (del inglés spin), o giro, que puede estar "arriba" o "abajo", o en una extraña combinación de ambos. Usar el espín de un electrón para representar un bit de datos le permitiría estar arriba y abajo (es decir, cero y uno) al mismo tiempo. En vez de ser un bit sería, según la jerga, un qubit.
A diferencia de un bit, un qubit puede -al menos en teoría, y si puede escribirse el programa en forma correcta- usarse en más de un cálculo a la vez. Y si se añaden qubits, el proceso crece en progresión geométrica. Una computadora cuántica de dos qubits podría realizar cuatro cálculos en paralelo; una de 20 qubits, más de un millón. Un aparato de mil qubits podría procesar más cálculos simultáneos que el número de partículas existentes en el universo observable.
Es esta multiplicación geométrica la que hace tan portentoso el potencial de la computación cuántica. Aparte de acabar con el problema de la miniaturización, permitiría crear, según sus proponentes, computadoras capaces de superar en forma abrumadora a las máquinas actuales. Podrían realizar cálculos mucho más aprisa y también resolver problemas hoy imposibles. Incluso podrían abrir la vía a aplicaciones que hoy apenas pueden imaginarse, según Lov Grover, de Lucent Technologies, empresa que realiza investigaciones en ese campo.
Todo ello, claro, siempre y cuando se pueda hacer. Hasta ahora sólo se han probado dispositivos pequeños, y muchos necesitan mantenerse en condiciones estrictamente definidas. Una razón de esta sensibilidad es que los qubits pueden mantener su superposición cuántica sólo si no interactúan con otros objetos. Es decir, deben estar aislados. Andrew Briggs, científico en nanomateriales de la Universidad de Oxford, es miembro de un equipo internacional que trabaja en este problema. En la reunión de la Real Sociedad comentó que su equipo logró atrapar un átomo de nitrógeno en una esfera formada por 60 átomos de carbono, conocida como buckyball, y usar sus electrones como un solo bit.
La molécula resultante mantuvo el qubit en superposición durante 500 nanosegundos, más que cualquier otro sistema molecular en estudio. Por desgracia, sigue siendo un tiempo demasiado breve (500 mil millonésimos de segundo, para ser exactos), que no permite realizar un cálculo. Para inducir una superposición que durara un poco más, el equipo golpeó repetidas veces el qubit con un pulso de microondas, técnica conocida como bang bang, la cual interrumpe cualquier interacción entre el qubit y su entorno, y mantiene la superposición un poco más.
Hasta aquí, todo bien. Utilizar buckyballs para aislar qubits puede resultar particularmente útil, porque también podrían atraparse átomos de otros elementos además del nitrógeno, lo cual abre la posibilidad de encontrar materiales más apropiados para usarse como qubits, y emplear otras propiedades aparte del espín de sus electrones para crear superposición. Sin embargo, el trabajo sigue en la escala de un solo qubit, a muchos años de poder darle uso comercial.
Un segundo enfoque, adoptado por un equipo en el que participa David Williams, quien trabaja en el laboratorio de investigación de Hitachi en Cambridge (Inglaterra), podría estar más cerca de la utilidad. El equipo del doctor Williams quiere emplear los chips de silicio existentes para hacer computadoras cuánticas, lo cual tiene la ventaja de ser una tecnología probada. La idea es manufacturar "puntos cuánticos" -burbujas minúsculas de material que actuarían como qubits- en la superficie de los chips. Los puntos serían manipulados por estructuras de mayor escala para crear algo parecido a una computadora de verdad, más que una curiosidad de laboratorio. De hecho, ya todos los elementos de un qubit semiconductor se han producido en el laboratorio, y algunos incluso se han puesto a funcionar juntos. Sin embargo, aún no se prueba un circuito completo.
Una tercera forma de crear una computadora cuántica emplea como qubits iones (átomos con carga eléctrica) atrapados por ondas electromagnéticas oscilatorias. Muchos grupos trabajan en esta idea. El año pasado, por ejemplo, un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan construyó un chip semiconductor que funcionaba como trampa de iones. Tales dispositivos son construidos por técnicas litográficas comunes, lo cual los hace una forma atractiva de fabricar verdaderas computadoras cuánticas.
Sin embargo, aferrarse a métodos probados podría no ser el enfoque correcto. Después de todo, no fue la tecnología prexistente de válvulas la que dio viabilidad a las primeras computadoras digitales, sino una nueva y en un principio temperamental invención llamada transistor. Desarrollar tecnología existente para usarla en computadoras cuánticas podría resultar igualmente erróneo. En este contexto, una forma de materia de descubrimiento relativamente reciente, llamada condensado de Bose-Einstein, podría señalar la ruta hacia delante.
En un condensado de Bose-Einstein, los átomos son tan fríos que todos caen en su estado cuántico más bajo. Eso significa que, en términos cuánticos, son idénticos. Y eso a su vez quiere decir que actúan como un solo objeto cuántico, ideal para convertirlo en un qubit, si es que puede resolverse la pequeña dificultad de mantenerlos a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Varios grupos trabajan en este problema, entre ellos uno encabezado por Ed Hinds, del Imperial College de Londres. El doctor Hinds hace sus condensados bombardeando los átomos con rayos láser especialmente ajustados, lo cual los obliga a emitir energía y liberar calor, y a la larga los enfría en una uniformidad cuántica que puede ser atrapada por un campo magnético.
Lo que ocurre después no está claro. El doctor Hinds no ha encontrado aún cómo comunicarse con este qubit recién creado. Tampoco es seguro que los condensados de Bose-Einstein sean los próximos transistores. Pero la computación cuántica parece estar ganando impulso propio. Démosle unos 15 años, y quién sabe qué resultará.
IBM da pequeño paso adelante en el desarrollo de computadoras cuánticas
Según la agencia Reuters, investigadores de International Business Machines Corp. dijeron el miércoles que habían demostrado un método de cálculo que podría ser usado para descifrar códigos complicados.
Con esto la firma tecnológica da un pequeño paso adelante en la informática cuántica, un método basado en la mecánica cuántica.
Los científicos de IBM publicarán los detalles en la edición de la revista científica Nature, que sale a la venta el jueves, de la demostración del Algoritmo de Shor, un método de descomponer en factores las cifras, el cual fue desarrollado en 1994 por el científico Peter Shor de AT&T .
Fue ese algoritmo, y la promesa que contiene por su capacidad de romper grandes codificaciones, lo que despertó el interés en la informática cuántica en los 90. La computación cuántica es uno de los varios senderos que están tomando los investigadores mientras se esfuerzan por fabricar microprocesadores más pequeños.
IBM dijo que construyó una computadora cuántica en base a siete átomos, la cual, debido a las propiedades físicas de esos átomos, podrá trabajar conjuntamente como procesador de computadora y memoria. Anteriormente, la computadora más grande construida por IBM estaba basada en cinco átomos.
Los científicos de IBM dijeron que eran capaces de usar la computadora para mostrar que el algoritmo de Shor funciona al identificar correctamente tres y cinco de 15 factores.
"Aunque la respuesta pueda parecer trivial, el control sin precedentes requerido durante el cálculo hizo de ésta la más compleja actuación de computación cuántica a la fecha'', dijo Nabil Amer, gerente del grupo de información física de IBM Research.
John Preskill, profesor de física teórica y director del Institute of Quantum Information de CalTech, en Pasadena, California, dijo que el experimento generado por la computación cuántica era un pequeño paso hacia adelante por revelar errores en los procesos. "Parte del desafío de construir computadoras cuánticas de gran escala es que son muy susceptibles a errores y necesitamos entender los tipos de errores que ocurren, así como saber cuál es la vía más prometedora para construir computadoras cuánticas", dijo Preskill.
Para poner el tamaño de la computadora en perspectiva, Preskill explicó que actualmente las computadoras más rápidas que existen, o supercomputadoras, podrían descomponer en factores, o encontrar los factores indivisibles más pequeños, de una cifra de 130 dígitos de largo en cerca de un mes. Sin embargo, no estarían en capacidad de hacerlo con una cifra de 200 dígitos. Una computadora cuántica podría hacer esa tarea, dijo, pero necesitaría incluir miles de bits cuánticos, o átomos.
Con esto la firma tecnológica da un pequeño paso adelante en la informática cuántica, un método basado en la mecánica cuántica.
Los científicos de IBM publicarán los detalles en la edición de la revista científica Nature, que sale a la venta el jueves, de la demostración del Algoritmo de Shor, un método de descomponer en factores las cifras, el cual fue desarrollado en 1994 por el científico Peter Shor de AT&T .
Fue ese algoritmo, y la promesa que contiene por su capacidad de romper grandes codificaciones, lo que despertó el interés en la informática cuántica en los 90. La computación cuántica es uno de los varios senderos que están tomando los investigadores mientras se esfuerzan por fabricar microprocesadores más pequeños.
IBM dijo que construyó una computadora cuántica en base a siete átomos, la cual, debido a las propiedades físicas de esos átomos, podrá trabajar conjuntamente como procesador de computadora y memoria. Anteriormente, la computadora más grande construida por IBM estaba basada en cinco átomos.
Los científicos de IBM dijeron que eran capaces de usar la computadora para mostrar que el algoritmo de Shor funciona al identificar correctamente tres y cinco de 15 factores.
"Aunque la respuesta pueda parecer trivial, el control sin precedentes requerido durante el cálculo hizo de ésta la más compleja actuación de computación cuántica a la fecha'', dijo Nabil Amer, gerente del grupo de información física de IBM Research.
John Preskill, profesor de física teórica y director del Institute of Quantum Information de CalTech, en Pasadena, California, dijo que el experimento generado por la computación cuántica era un pequeño paso hacia adelante por revelar errores en los procesos. "Parte del desafío de construir computadoras cuánticas de gran escala es que son muy susceptibles a errores y necesitamos entender los tipos de errores que ocurren, así como saber cuál es la vía más prometedora para construir computadoras cuánticas", dijo Preskill.
Para poner el tamaño de la computadora en perspectiva, Preskill explicó que actualmente las computadoras más rápidas que existen, o supercomputadoras, podrían descomponer en factores, o encontrar los factores indivisibles más pequeños, de una cifra de 130 dígitos de largo en cerca de un mes. Sin embargo, no estarían en capacidad de hacerlo con una cifra de 200 dígitos. Una computadora cuántica podría hacer esa tarea, dijo, pero necesitaría incluir miles de bits cuánticos, o átomos.
La computación cuántica avanza en el Japón
NEC y un organismo de investigación japonés lograron un estado de "enlace cuántico" entre dos "qubits" de estado sólido por primera vez en el mundo.
(Reuters) La compañía NEC Corp y un organismo de investigación pública de Japón dijeron el jueves que han logrado un importante avance tecnológico que acorta el plazo para el uso de las computadoras cuánticas ultrarrápidas. Los expertos esperan que las computadoras cuánticas, cuando sean puestas en uso práctico, sobrepasen las capacidades de las supercomputadoras más poderosas de la actualidad, especialmente en campos como la búsqueda de fragmentos particulares de información en grandes bases datos.
Sin embargo, un portavoz de NEC dijo que no es probable que las computadoras cuánticas para uso comercial estén disponibles antes del 2020.
Las computadoras cuánticas usan "qubits" —formas de partículas cuánticas— como la unidad de información básica y éstas eventualmente serán más flexibles y rápidas que las computadoras existentes al procesar la información. NEC y el grupo de investigación financiado por el gobierno japonés RIKEN dijeron que han creado con éxito un estado de "enlace cuántico" entre dos "qubits" de estado sólido por primera vez en el mundo.
El enlace cuántico describe el entrelazamiento de dos o más partículas sin contacto físico. "El enlace cuántico es un concepto muy importante en la física cuántica. Esto representa un hito significativo", dijo Junichi Sone, gerente general de Fundamental Research Laboratories de NEC, a los periodistas.
NEC desarrolló el primer "qubit" de estado sólido en 1999, usando un dispositivo superconductor. Los detalles completos de los resultados de su investigación fueron publicados en la edición del 20 de febrero de la revista científica británica Nature.
(Reuters) La compañía NEC Corp y un organismo de investigación pública de Japón dijeron el jueves que han logrado un importante avance tecnológico que acorta el plazo para el uso de las computadoras cuánticas ultrarrápidas. Los expertos esperan que las computadoras cuánticas, cuando sean puestas en uso práctico, sobrepasen las capacidades de las supercomputadoras más poderosas de la actualidad, especialmente en campos como la búsqueda de fragmentos particulares de información en grandes bases datos.
Sin embargo, un portavoz de NEC dijo que no es probable que las computadoras cuánticas para uso comercial estén disponibles antes del 2020.
Las computadoras cuánticas usan "qubits" —formas de partículas cuánticas— como la unidad de información básica y éstas eventualmente serán más flexibles y rápidas que las computadoras existentes al procesar la información. NEC y el grupo de investigación financiado por el gobierno japonés RIKEN dijeron que han creado con éxito un estado de "enlace cuántico" entre dos "qubits" de estado sólido por primera vez en el mundo.
El enlace cuántico describe el entrelazamiento de dos o más partículas sin contacto físico. "El enlace cuántico es un concepto muy importante en la física cuántica. Esto representa un hito significativo", dijo Junichi Sone, gerente general de Fundamental Research Laboratories de NEC, a los periodistas.
NEC desarrolló el primer "qubit" de estado sólido en 1999, usando un dispositivo superconductor. Los detalles completos de los resultados de su investigación fueron publicados en la edición del 20 de febrero de la revista científica británica Nature.
La simpleza de las computadoras cuánticas
Un equipo de investigadores ingleses encontraron la forma de simplificar el diseño de computadoras cuánticas.
(MIT Technology Review) Las computadoras cuánticas prometen ser fantásticamente rápidas y resolver problemas como el desciframiento de códigos y la búsqueda en grandes bases de datos, lo cual provee provee el incentivo necesario para superar los tremendos obstáculos involucrados en construirlas.
El componente básico de estas computadoras, el qubit, está formado a partir de un átomo o partícula subatómica, y las computadoras cuánticas cuánticas requieren que los qubits intercambien información, lo que significa que la interación entre estos objetos absurdamente pequeños debe ser controlada con precisión.
Los investigadores de la Universidad de Oxford y el Colegio de la Universidad de Londres, en Inglaterra propusieron un clase de computadora cuántica que puede simplificar la manera en que interactúan los qubits.
Este esquema permite a los qubits estar conectados contínuamente entre sí, en lugar de ser conectados y desconectados, y esto permite que los qubits de las computadoras sean controlados todos a la vez de forma de no tener que ser cableados separadamente.
Esta simplificación es posible gracias al uso de qubits que contienen tres electrones interactuando constantemente en lugar de dos electrones y un electrodo. Cuando el estado energético del electrón del medio coincide con los otros, los otros dos pueden intercambiar energía, produciéndose una señal de "on" (encendido).
Los investigadores generalmente concuerdan en que las computadoras cuánticas están aún a dos décadas de distancia. Sin embargo es posible que las primeras computadoras cuánticas, capaces de operaciones que las computadoras tradicionales no podrían, sean construidas en los próximos diez años, según los investigadores.
El trabajo apareció en el volumen del 20 de junio de Physical Review Letters.
(MIT Technology Review) Las computadoras cuánticas prometen ser fantásticamente rápidas y resolver problemas como el desciframiento de códigos y la búsqueda en grandes bases de datos, lo cual provee provee el incentivo necesario para superar los tremendos obstáculos involucrados en construirlas.
El componente básico de estas computadoras, el qubit, está formado a partir de un átomo o partícula subatómica, y las computadoras cuánticas cuánticas requieren que los qubits intercambien información, lo que significa que la interación entre estos objetos absurdamente pequeños debe ser controlada con precisión.
Los investigadores de la Universidad de Oxford y el Colegio de la Universidad de Londres, en Inglaterra propusieron un clase de computadora cuántica que puede simplificar la manera en que interactúan los qubits.
Este esquema permite a los qubits estar conectados contínuamente entre sí, en lugar de ser conectados y desconectados, y esto permite que los qubits de las computadoras sean controlados todos a la vez de forma de no tener que ser cableados separadamente.
Esta simplificación es posible gracias al uso de qubits que contienen tres electrones interactuando constantemente en lugar de dos electrones y un electrodo. Cuando el estado energético del electrón del medio coincide con los otros, los otros dos pueden intercambiar energía, produciéndose una señal de "on" (encendido).
Los investigadores generalmente concuerdan en que las computadoras cuánticas están aún a dos décadas de distancia. Sin embargo es posible que las primeras computadoras cuánticas, capaces de operaciones que las computadoras tradicionales no podrían, sean construidas en los próximos diez años, según los investigadores.
El trabajo apareció en el volumen del 20 de junio de Physical Review Letters.
La primera computadora cuántica
Una empresa comercial afirma que en pocos días lanzará lo que ellos han dado en llamar la primera computadora cuántica de la historia. D-Wave, la empresa de la Columbia Británica, ha prometido realizar una demostración de este ordenador cuántico esta próxima semana. Según sus afirmaciones, esta máquina es capaz de realizar 64.000 cálculos al mismo tiempo en "universos paralelos". Este ordenador es capaz de acelerar de forma crítica las búsquedas y la optimización de cálculos.
Si realmente lo han logrado, esta máquina podría hacer que los sistemas de seguridad actuales quedasen obsoletos, ya que la computación cuántica es capaz de romper la protección de los esquemas de cifrado actuales gracias a sus prestaciones a la hora de procesar un número ilimitado de hilos de ejecución simultáneamente.
La máquina que D-Wave quiere vender dispone solo de 16 qubits, pero sistemas con cientos de qubits serán capaces de procesar más entradas que el número de átomos que existen en el universo.
Los científicos se preguntan si esta empresa dispone en realidad de un ordenador cuántico, ya que nadie esperaba un lanzamiento de este tipo hasta dentro de 20 años. Claro que también puede haber ocurrido que al lidiar con "universos paralelos", la máquina se haya inventado a sí misma en el futuro y luego se haya enviado al pasado. Ya puestos...
Si realmente lo han logrado, esta máquina podría hacer que los sistemas de seguridad actuales quedasen obsoletos, ya que la computación cuántica es capaz de romper la protección de los esquemas de cifrado actuales gracias a sus prestaciones a la hora de procesar un número ilimitado de hilos de ejecución simultáneamente.
La máquina que D-Wave quiere vender dispone solo de 16 qubits, pero sistemas con cientos de qubits serán capaces de procesar más entradas que el número de átomos que existen en el universo.
Los científicos se preguntan si esta empresa dispone en realidad de un ordenador cuántico, ya que nadie esperaba un lanzamiento de este tipo hasta dentro de 20 años. Claro que también puede haber ocurrido que al lidiar con "universos paralelos", la máquina se haya inventado a sí misma en el futuro y luego se haya enviado al pasado. Ya puestos...
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