Los álbumes de recortes o las redes sociales son colecciones de datos en su mayoría sin clasificar. La búsqueda de elementos únicos en volúmenes de datos muy grandes, es decir, para la aguja en el pajar de datos, es extremadamente complejo para las computadoras clásicas. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) ahora han implementado mecánicamente cuánticamente y han ejecutado con éxito el algoritmo de Glover, un proceso para la búsqueda rápida de un elemento de búsqueda en bases de datos no clasificadas. Sus resultados se informan en el Cartas de revisión física .

Una computadora cuántica universal sigue siendo una visión. Sistemas cuánticos especiales que prometen resolver ciertas tareas más rápidamente que una computadora clásica, sin embargo, ya están jugando un papel importante en la ciencia. Para encontrar de forma fiable un determinado elemento en datos no clasificados, una computadora convencional tiene que ejecutar sucesivamente todos los elementos de búsqueda en el caso más desfavorable. Un sistema cuántico con un algoritmo de búsqueda de Grover implementado acelera cuadráticamente la búsqueda.

Equipos de investigación encabezados por los profesores Wolfgang Wernsdorfer y Mario Ruben de KIT, junto con científicos del Institut Néel (Grenoble), han logrado hacer esto:los científicos aplicaron el algoritmo de Grover a un imán molecular y, por lo tanto, creó un sistema cuántico, cuya tarea es la búsqueda rápida de elementos de búsqueda en datos no clasificados.

En su último proyecto de investigación, demostraron la viabilidad de una búsqueda rápida de una pequeña base de datos de cuatro elementos. "Pero este método se puede implementar en cualquier sistema cuántico con muchos, niveles de energía no equidistantes, que abre el camino hacia un algoritmo de búsqueda cuántica universal, "Dice el profesor Ruben.

Los científicos implementaron el algoritmo de Grover en un imán molecular que fue sometido a superposición con microondas especialmente diseñadas. La superposición es un efecto cuántico, en el que una partícula asume diferentes estados al mismo tiempo. Tras la ejecución de las operaciones cuánticas, un transistor de una sola molécula lee los resultados de la búsqueda. Una animación ilustra este proceso.

Wolfgang Wernsdorfer, Profesor del Physikalisches Institut e Instituto de Nanotecnología (INT) de KIT, destaca que los estados cuánticos fueron manipulados a muy bajas temperaturas utilizando exclusivamente campos eléctricos. Por eso esperamos que esta tecnología se pueda integrar en los dispositivos electrónicos actuales, ", Añade Wernsdorfer.

El transistor de molécula personalizado fue sintetizado por el equipo de Mario Ruben en INT y el Instituto de Química Inorgánica de KIT. En su centro, un átomo de terbio con un momento magnético pronunciado, una vuelta, se encuentra. El terbio está rodeado de moléculas orgánicas que lo protegen de los impactos externos.