Los investigadores de la Universidad de Copenhague han avanzado su tecnología cuántica hasta tal punto que la tecnología informática clásica ya no puede seguir el ritmo. Han desarrollado un chip que, con respaldo financiero, podría ampliarse y utilizarse para construir el simulador cuántico del futuro. Sus resultados ahora se publican en Avances de la ciencia .

Primero vino Google. Ahora, Investigadores del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, en colaboración con la Universidad de Bochum, se han unido a Google en la carrera para construir la primera computadora cuántica del mundo con lo que llaman un "gran avance".

"Ahora poseemos la herramienta que hace posible construir un simulador cuántico que puede superar a una computadora clásica. Este es un gran avance y el primer paso hacia un territorio inexplorado en el mundo de la física cuántica". "afirma el profesor Peter Lodahl, Director del Centro de Redes Cuánticas Híbridas (Hy-Q).

Específicamente, los investigadores desarrollaron un nanochip de menos de una décima parte del grosor de un cabello humano. El chip les permite producir suficientes partículas de luz estables, conocidos como fotones, codificado con información cuántica para escalar la tecnología, y al hacerlo, puede lograr lo que se conoce como 'ventaja cuántica':el estado en el que un dispositivo cuántico puede resolver una tarea computacional determinada más rápido que la supercomputadora más poderosa del mundo.

Si bien los investigadores aún tienen que realizar un experimento real de 'ventaja cuántica', su artículo en Avances de la ciencia demuestra que su chip produce un recurso mecánico cuántico que se puede utilizar para alcanzar la "ventaja cuántica" con la tecnología ya demostrada.

Para lograr este estado se requiere que uno pueda controlar alrededor de 50 bits cuánticos, "qubits" —equivalente en física cuántica de los bits binarios de ceros y unos utilizados en nuestras computadoras clásicas— en una configuración experimental integral que está mucho más allá de los medios financieros de la propia universidad.

"Podría costarnos 10 millones de euros realizar un experimento real que controle simultáneamente 50 fotones, como lo hizo Google con qubits superconductores. Simplemente no podemos permitirnos eso. Sin embargo, lo que nosotros, como investigadores científicos, podemos hacer es desarrollar una fuente de fotones y demostrar que se puede utilizar para lograr una "ventaja cuántica". Hemos desarrollado el bloque de construcción fundamental, "explica el profesor asistente Ravitej Uppu, autor principal de los resultados.

"Mientras tanto, Usaremos nuestras fuentes de fotones para desarrollar simuladores cuánticos nuevos y avanzados para resolver problemas bioquímicos complejos que podrían, por ejemplo, utilizarse para desarrollar nuevos medicamentos. Entonces, ya estamos preparando los próximos pasos para la tecnología. Estar en una universidad permite establecer las bases de una tecnología y demostrar las posibilidades, mientras que la mejora definitiva de la tecnología requiere una mayor inversión. Trabajaremos para establecer un consorcio europeo sólido de socios académicos e industriales con un enfoque en la construcción de simuladores cuánticos fotónicos con 'ventaja cuántica, '", continúa Peter Lodahl.

Un futuro brillante para la mejora de las computadoras cuánticas Existen varias escuelas en el mundo del desarrollo de qubit para computadoras cuánticas, dependiendo de con qué "bloques de construcción cuánticos" se comience:átomos, electrones, o fotones. Cada plataforma tiene pros y contras, y sigue siendo difícil de predecir, qué tecnología triunfará.

La principal ventaja de las computadoras cuánticas basadas en la luz es que la tecnología ya está disponible para escalar hasta muchos qubits debido a la disponibilidad de chips fotónicos avanzados. que se han desarrollado para la industria de las telecomunicaciones. Un desafío importante para generar qubits de fotones ha sido hacerlo con una calidad suficientemente alta. Aquí es precisamente donde los investigadores de Copenhague lograron su gran avance.

"Dinamarca y Europa tienen orgullosas tradiciones en la investigación de la óptica cuántica, y, al mismo tiempo, una industria e infraestructura de telecomunicaciones sólidas. Sería realmente emocionante combinar estas fortalezas en una iniciativa a gran escala dedicada a las computadoras cuánticas fotónicas. Sería fantástico ser parte de un proceso que se extiende desde la física cuántica fundamental hasta las nuevas aplicaciones tecnológicas, "dice Peter Lodahl.