Los físicos de la Universidad de Swansea son parte de una colaboración de investigación internacional que ha identificado una nueva técnica para probar la calidad de las correlaciones cuánticas.

Las computadoras cuánticas ejecutan sus algoritmos en grandes sistemas cuánticos de muchas partes, llamados qubits, creando correlaciones cuánticas en todos ellos. Es importante verificar que los procedimientos de cálculo reales conduzcan a correlaciones cuánticas de la calidad deseada.

Sin embargo, La realización de estas comprobaciones requiere muchos recursos, ya que el número de pruebas necesarias aumenta exponencialmente con el número de qubits implicados.

Investigadores de la Facultad de Ciencias, trabajando con colegas de España y Alemania, ahora han propuesto una nueva técnica que ayuda a superar este problema al reducir significativamente el número de mediciones al tiempo que aumenta la resiliencia frente al ruido.

Su método ofrece una solución al problema de la certificación de correlaciones en grandes sistemas y se explica en un nuevo artículo que acaba de ser publicado en PRX Quantum, una prestigiosa revista de la American Physical Society.

Becario de investigación Dr. Farid Shahandeh, el científico principal de esta investigación, dijo:"Para lograr esto, combinamos dos procesos. En primer lugar, considere un exprimidor:extrae la esencia de la fruta exprimiéndola en un espacio pequeño. Similar, en muchos casos, las correlaciones cuánticas en sistemas grandes también pueden concentrarse en partes más pequeñas del sistema. La 'compresión' se realiza mediante mediciones en el resto del sistema llamado proceso de localización.

"Suponga que el exprimidor convierte directamente la fruta en cajas de jugo sin ninguna etiqueta. No sabemos qué hay adentro; podría ser jugo de manzana, zumo de naranja, o simplemente agua. Una forma de saberlo sería abrir la caja y probarla. La comparación cuántica de esto es para medir una cantidad adecuada que nos diga si existen correlaciones cuánticas dentro de un sistema o no.

"Este proceso se llama testimonio y llamamos a la combinación de los dos enfoques testimonio condicional".

En su investigación, los físicos demuestran que su método es eficiente y tolera genéricamente niveles más altos de ruido en experimentos. También han comparado su enfoque con técnicas anteriores en una clase de procesadores cuánticos que usan iones para demostrar su eficiencia.

Dr. Shahandeh, el destinatario de una beca de investigación de la Comisión Real para la Exposición de 1851, agregó:"Esto es de crucial importancia en la tecnología actual, donde la adición de cada qubit amplifica inevitablemente la complejidad de los estados cuánticos y las imperfecciones experimentales".