Piezas de Lego cuánticas

La computación cuántica ofrece un gran potencial para el procesamiento de información mediante el aprovechamiento del entrelazamiento de varios qubits al servicio de tareas útiles. Obtener qubits individuales para un dispositivo funcional es un gran reto, sin embargo: un gran número de elementos lógicos que almacenan y manipulan qubits necesitan comunicarse a través de canales de datos sin degradación. Ahora, investigadores del programa MUSIQC, un esfuerzo multiuniversitario liderado por la Universidad de Duke, afronta este problema con un diseño modular de computación cuántica que es escalable para un gran número de qubits mientras conserva la tolerancia a los fallos.

Los investigadores vislumbran los bloques básicos de construcción de las unidades lógicas elementales (ELUs), conjuntos de iones atrapados cuyos entrelazamientos pueden ser controlados con pulsos ópticos o de microondas. Los iones actúan como qubits dentro de las ELUs que podrían entrelazarse con qubits en otras ELUs mediante conexiones de fibra óptica. Los investigadores imaginan que estas fibran entran en un switch de conexiones cruzadas microelectromecánico (imagina una minúscula versión cuántica de un cuadro de conexiones telefónico) que encamina las señales entre ELUs. Los cálculos proceden por una serie de mediciones de los qubits, con detección de fotones hecha mediante fibra óptica del switch a un array CCD.

Los investigadores concluyen que debido a su modularida, los bloques de construcción de ELUs más una red óptica completamente reconfigurable, su diseño es escalable a un gran número de qubits. Y sus análisis muestran que la arquitectura es sorprendentemente resistente a errores. Así como la tecnología de silicio empezó a tener éxito debido a que los microcircuitos pueden escalarse a grandes conjuntos de transistores, tales sistemas modulares en la práctica podrían poner a la computación cuántica en el camino hacia la realización.

Via Physics.aps