Un equipo de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado un chip que permite paseos cuánticos bidimensionales de fotones individuales en un dispositivo físico. En su artículo publicado en el sitio de acceso abierto, Avances de la ciencia el grupo describe el chip y por qué creen que desarrollarlo fue importante.

Los paseos cuánticos son la versión cuántica de los paseos aleatorios clásicos, que son un medio matemático para describir una caminata aleatoria natural, p.ej., simplemente deambulando al azar. Para describir tales paseos, Los matemáticos y los informáticos utilizan cuadrículas de distribución de probabilidad que muestran una posición actual y los posibles pasos siguientes. Los paseos cuánticos se utilizan para construir modelos que representan Redes sofisticadas y complejas como la red neuronal humana. También se pueden utilizar para crear redes para uso real en aplicaciones, y podría algún día usarse en robots basados ​​en cuántica.

Como señalan los investigadores, una computadora cuántica debería proporcionar ventajas exponenciales sobre los sistemas clásicos debido a su naturaleza. Con ese fin, Los científicos han estado trabajando para implementar caminatas cuánticas en una máquina física como parte del desarrollo de una computadora cuántica verdaderamente útil. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan que han desarrollado un chip que realiza caminatas cuánticas en una cuadrícula bidimensional de 49x49, la más grande creada hasta ahora por cualquier equipo.

El chip tridimensional, el equipo informa, fue creado usando una técnica llamada escritura de femtosegundos. Utiliza la geometría externa de las matrices de guías de ondas fotónicas como un medio para realizar los paseos cuánticos utilizando un solo fotón. También señalan que probaron el chip observando patrones y perfiles de varianza y comparándolos con estudios de simulación. Sugieren además que, además de avanzar hacia una computadora cuántica verdaderamente útil, el chip también podría usarse para mejorar el rendimiento de la computación cuántica analógica o los simuladores cuánticos.

Si los investigadores pueden crear computadoras cuánticas con o incluso cuadrículas de tamaño ilimitado, podría ser posible crear y utilizar redes tan complejas como el sistema nervioso humano.

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