Cincuenta es un número crítico para las computadoras cuánticas capaces de resolver problemas que las supercomputadoras clásicas no pueden resolver. Probar la supremacía cuántica requiere al menos 50 qubits. Para las computadoras cuánticas que trabajan con luz, igualmente es necesario tener al menos 50 fotones. Y lo que es más, estos fotones tienen que ser perfectos, o de lo contrario empeorarán sus propias capacidades cuánticas. Es esta perfección la que hace que sea difícil de realizar. No imposible, sin embargo, que los científicos de la Universidad de Twente han demostrado al proponer modificaciones de la estructura cristalina dentro de las fuentes de luz existentes. Sus hallazgos se publican en Revisión física A .

Los fotones son prometedores en el mundo de la computación cuántica, con sus exigencias de enredo, superposición e interferencia. Estas son propiedades de los qubits, así como. Permiten construir una computadora que funcione de una manera completamente diferente a hacer cálculos con bits estándar que representan unos y ceros. Desde hace muchos años, Los investigadores han predicho computadoras cuánticas capaces de resolver problemas muy complejos, como calcular instantáneamente todas las vibraciones en una molécula compleja.

La primera prueba de supremacía cuántica ya está ahí, logrado con qubits superconductores y en problemas teóricos muy complicados. Se necesitan alrededor de 50 bloques de construcción cuántica como mínimo, ya sean en forma de fotones o qubits. El uso de fotones puede tener ventajas sobre los qubits:pueden funcionar a temperatura ambiente y son más estables. Hay una condición importante:los fotones deben ser perfectos para llegar al número crítico de 50. En su nuevo artículo, Los científicos de UT ahora han demostrado que esto es factible.

Tirar parte del fotón

Pero, ¿qué es un "fotón perfecto, "de todos modos? La fuente de luz de fotones puede tener pérdidas, en ese caso, no aparecerá un fotón esperado. Pero también podría perder un fotón — y por lo tanto los resultados de la computación — moviéndose a través de un conjunto de canales conductores de luz para cálculos cuánticos. La principal causa de imperfección, sin embargo, es que la fuente de luz produce fotones que son ligeramente diferentes, cuando deberían ser exactamente iguales. Imagina un par de fotones que sale de la fuente de luz, de las cuales una es roja y la otra un poco más anaranjada. Tienen mucho pero no suficiente, en común. Usar un filtro para hacer que ambos sean rojos parece obvio. Pero perderás parte del fotón, haciendo así imposibles los cálculos cuánticos, ya que las imperfecciones permanecen unidas. Incluso en un sistema que puede lidiar con alguna imperfección, el número crítico de 50 nunca se alcanza, y se va la supremacía.

Dominios Crystal

Los investigadores volvieron a lo básico:a la fuente de luz, para determinar si hay margen de mejora. Querían mejorar la estructura cristalina de la fuente de luz. Jugando con la orientación preferida en los cristales y dividiéndolos en dominios, fue posible producir luz con las propiedades deseadas. Desde hace algunos años los investigadores han estado trabajando en dominios fijos. Variando los dominios, sin embargo, es necesario para una mejor adaptación de las propiedades de la luz. En muchos laboratorios de todo el mundo, los investigadores están estudiando este método de manipulación de la luz. Esta nueva publicación añade una nueva forma de optimizar el cristal acercándose a la realización de fotones perfectos.