Investigadores de la Universidad de Oxford han establecido un nuevo récord de velocidad para las 'puertas lógicas' que forman los componentes básicos de la computación cuántica, una tecnología que podría transformar la forma en que procesamos la información.

Computadoras cuánticas, que funcionan según las leyes de la física cuántica, tienen el potencial de empequeñecer la potencia de procesamiento de las computadoras clásicas de hoy. El equipo de Oxford está utilizando una técnica de iones atrapados para desarrollar su computadora, en el que las puertas lógicas colocan dos átomos cargados, que contienen información en forma de bits cuánticos, o qubits - en un estado de entrelazamiento cuántico. Descrito por Einstein como 'espeluznante', el entrelazamiento está en el corazón de la tecnología cuántica y significa que las propiedades de los dos átomos permanecen vinculadas, incluso cuando están separados por grandes distancias.

El estudio, llevada a cabo por científicos del Centro de Tecnologías de la Información Cuántica en Red (NQIT) financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), que está dirigido por la Universidad de Oxford, se informa en la revista Naturaleza . La investigación se basa en trabajos previos en los que el equipo, dirigido por el profesor David Lucas y el profesor Andrew Steane del Departamento de Física de Oxford, logró un récord mundial por la precisión de la puerta lógica, alcanzando la exigente precisión establecida por los modelos teóricos de la computación cuántica.

Los autores principales del artículo son la estudiante de doctorado de Oxford Vera Schäfer, y el Dr. Chris Ballance, becario de investigación en Magdalen College, Oxford. Vera Schäfer dijo:'La computación cuántica será ideal para tareas como factorizar grandes números o simular reacciones complejas entre moléculas para ayudar con el desarrollo de fármacos.

'El trabajo anterior en nuestro grupo produjo puertas de lógica cuántica con una precisión récord. Luego comenzamos a trabajar para aumentar la velocidad de esas puertas sin comprometer su precisión, lo cual es complicado. Los iones atrapados se mueven como un péndulo durante la operación de la puerta, pero cuando este proceso se acelera, se vuelven sensibles a una serie de factores que provocan errores.

'Al hacer uso de una técnica que moldea con precisión la fuerza sobre los iones, de modo que el rendimiento de la puerta se vuelve robusto a estos factores, pudimos aumentar la velocidad en un factor de 20 a 60 en comparación con las mejores puertas anteriores:1,6 microsegundos de longitud, con una precisión del 99,8%.

'Ahora hemos producido la más alta fidelidad y la puerta más rápida, llegando a un punto donde nuestras puertas son, en principio, lo suficientemente buenas para la computación cuántica. El siguiente paso es pensarlo en términos prácticos y trabajar para ampliar nuestro sistema para crear una computadora cuántica viable ''.

El profesor Lucas dijo:'Los qubits de iones atrapados han sido durante mucho tiempo la piedra de toque de la precisión en el mundo de la computación cuántica, y también tienen la característica interesante de que interactúan de forma natural con fotones para aplicaciones de red. Pero un inconveniente fue que las operaciones básicas de entrelazado eran siempre bastante lentas. En nuestro último experimento, pudimos generar entrelazamientos en tiempos tan cortos como 480 nanosegundos, demostrando que la velocidad lógica no tiene que estar limitada por la escala de tiempo natural del movimiento de "péndulo" de los iones. '