Con un total de $ 1.8 millones de W.M. Keck Foundation y la Universidad de Arizona, El profesor de ciencia e ingeniería de materiales Pierre Deymier explora la construcción de una computadora cuántica que utiliza sonido en lugar de partículas cuánticas para procesar información.

A medida que las partes de la computadora se vuelven más pequeñas (miles de millones de transistores ahora están empaquetados en chips de silicio del tamaño de una uña), el rendimiento del silicio también se reduce, y el material puede sobrecalentarse.

Los ingenieros están en una carrera por perfeccionar las computadoras cuánticas, cual tienda, transmiten y procesan información de formas fundamentalmente diferentes a las de sus primos digitales y tienen una capacidad informática exponencialmente mayor.

Pierre Deymier, un profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Arizona, ha recibido $ 900, 000 subvención de la W.M. Fundación Keck, igualado por la UA, por un total de $ 1.8 millones para construir un tipo de análogo de computación cuántica que podría funcionar tan bien como las computadoras cuánticas existentes y superar los problemas que afectan a los prototipos de computación cuántica actuales.

Es pionero en el campo de la fonética, en el que científicos e ingenieros manipulan fonones, cuasi-partículas que transmiten ondas de calor y sonido de formas no convencionales para proporcionar nuevas formas de energía.

Con sus colaboradores en el proyecto, el profesor Pierre Lucas y el investigador Keith Runge en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UA, Deymier construirá un prototipo de computadora basada en un teléfono.

"La informática basada en Phonon tiene el poder de cambiar el mundo tal como lo conocemos, "dijo Deymier, el jefe del departamento, "no solo para hacer computadoras más potentes, pero para la inteligencia artificial, criptografía y análisis de big data. Por ejemplo, una computadora fonónica podría mapear rápidamente todo el genoma de una persona para desarrollar terapias médicas más específicas ".

Salto cuántico en potencia informática

En binario digital, o regular, informática, la información se almacena en transistores en "bits" que pueden estar en uno de dos estados:1 o 0, similar a encendido o apagado.

En computación cuántica, un poco cuántico, o qubit, puede estar en ambos estados al mismo tiempo, lo que se denomina "superposición" de estados. También se pueden "entrelazar" varios qubits para formar un todo que no se puede separar en sus partes. Operar con la información almacenada en un qubit equivale a operar con la información almacenada en todos los qubits entrelazados.

Esto es lo que le da a la computación cuántica una destreza matemática mucho mayor y puede representar la ola del futuro en el procesamiento de información.

Actualmente existen pocas computadoras cuánticas en funcionamiento. Los que lo hacen como el D-Wave, puede hacer cálculos millones de veces más rápido que las computadoras clásicas.

Pero tienen problemas en parte porque los qubits son extremadamente sensibles a las condiciones ambientales como el calor. Para superar este inconveniente, los investigadores deben enfriar los qubits a temperaturas criogénicas. El D-Wave ocupa toda una habitación para enfriarlo a temperaturas cercanas al cero absoluto en la escala Kelvin.

Presentando el Phi-Bit

Deymier cree que los fonones, en unidades que ha llamado "bits de fase" o "phi-bits, "son la respuesta.

Ha demostrado que la información se puede almacenar como phi-bits en un estado de superposición, como qubits, y que se pueden ensamblar múltiples phi-bits para que no se puedan separar, análogo al entrelazamiento de qubit. Y los phi-bits son menos sensibles que los qubits a las condiciones externas.

"Puedo hacer phi-bits a temperatura ambiente en mi laboratorio, " él dijo.

Deymier ha estado trabajando con Tech Launch Arizona, el brazo de comercialización de la UA, solicitar múltiples patentes relacionadas con una serie de invenciones phi-bit, incluida la propia computadora cuántica. "Estamos entusiasmados de trabajar con Pierre Deymier en más solicitudes de patentes a medida que avanza la investigación financiada por la Fundación Keck, "dijo Bob Sleeper, Gerente de licencias de TLA para la Facultad de Ingeniería.

El potencial de los phi-bits para transformar la capacidad informática y administrar big data parece ilimitado, Dijo Deymier.

"Supongamos que tienes un millón de phi-bits, teniendo cada uno un 0 y un 1 en bits de computación convencional. Eso significa que la cantidad de información que puede procesar es 2 elevado a la potencia de 1 millón, que puede ser más que la cantidad de átomos en el universo ".

Él agregó, "Creo que la computación cuántica con fonónica será factible, posiblemente en los próximos 10 años ".