El último trabajo de Yale que amplía el alcance de la ciencia de la información cuántica es en realidad un juego de lanzamiento y captura cuántica.

En un nuevo estudio publicado el 23 de abril en la revista Física de la naturaleza , Los investigadores de Yale "lanzan" un qubit, una pequeña cantidad de datos cuánticos, desde un punto físico en una cavidad de microondas a un punto separado en una cavidad diferente. Es la primera vez que se realiza una transmisión cuántica de extremo a extremo a pedido y representa el primero de dos experimentos de Yale que involucran tecnologías de "lanzamiento y captura" que se publicarán este año.

La computación cuántica ofrece la posibilidad de velocidades de computación que son órdenes de magnitud más rápidas que las supercomputadoras actuales. Los investigadores de Yale están a la vanguardia de los esfuerzos para desarrollar las primeras computadoras cuánticas completamente útiles, y han realizado un trabajo pionero en computación cuántica con circuitos superconductores.

Pero para que una computadora cuántica ejecute algoritmos más complejos, necesitará más potencia de procesamiento, tal como lo hace una computadora clásica. Para hacer eso, los qubits deben estar interconectados entre sí, por lo que una capacidad de "lanzar y atrapar" sería útil.

"Nuestro enfoque es utilizar una red cuántica para conectar muchos qubits en módulos independientes, "dijo Christopher Axline, estudiante de posgrado de Yale y coautor principal del nuevo estudio. "La estrategia es similar a agrupar equipos en una red de área local".

Axline trabaja en el laboratorio de Yale de Robert Schoelkopf, investigador principal del estudio. Los otros coautores principales del estudio son el estudiante graduado de Yale Luke Burkhart y el ex asociado postdoctoral de Yale Wolfgang Pfaff, que ahora está en Microsoft.

El trabajo previo de los investigadores les permitió lanzar un qubit, conservando su información. Ahora pueden captar la información así como.

"Podría pensar que captar nuestro qubit volador sería una extensión sencilla de nuestro otro trabajo, pero en realidad requiere un tratamiento cuidadoso, "Dijo Burkhart." Significaba variar la rapidez, y con que frecuencia, se divulga la información. Si abrimos las compuertas y dejamos que la energía fluya lo más rápido posible, abrumará al receptor ".

En lugar de, los investigadores modelan cuidadosamente su lanzamiento y recepción a lo largo del tiempo, para que ambos extremos de la transacción estén sincronizados.

Otra novedad del experimento es el uso de las cavidades, además del qubit en sí, como memoria para el sistema. "Gran parte de la investigación en nuestro laboratorio y en el Instituto Cuántico de Yale se centra en cómo aprovechar los modos de cavidad para el procesamiento de información cuántica, "Dijo Axline." Las cavidades superconductoras son los lugares más seguros donde podemos almacenar información cuántica, y aún más importante, las cavidades son flexibles en cuanto a la forma de la información almacenada ".

Este juego cuántico de lanzamiento y captura también incluye entrelazamiento cuántico, un concepto clave en física cuántica y un requisito en cualquier algoritmo cuántico. En este caso, significa que el lanzador está lanzando y no lanzando, simultaneamente.

"Enredamos los estados entre el lanzador y el receptor, ", Dijo Burkhart." Este entrelazamiento remoto será crucial en las redes cuánticas ".