Un equipo de investigación que incluye a dos físicos de la UO ha delineado nuevas técnicas para controlar los componentes básicos de la computación cuántica. un paso potencialmente significativo para hacer que tales computadoras sean más precisas y útiles.

Los físicos David Allcock y David Wineland son fundadores del nuevo Laboratorio de Iones de Oregon, que se instaló recientemente en el sótano de Willamette Hall. Se encuentran entre los 12 autores de un nuevo artículo, que se basa en un experimento en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, Colorado. Ambos científicos trabajaron anteriormente en el laboratorio de Colorado y continuaron colaborando en el proyecto después de llegar a la UO en 2018.

Las técnicas, descrito en la revista Naturaleza , implican el uso de bits cuánticos de iones atrapados, o qubits, en computación cuántica y simulaciones. Podrían conducir a mejoras en el funcionamiento de las computadoras cuánticas, que todavía cometen demasiados errores de cálculo para ser herramientas efectivas, dijeron los físicos.

El problema con las computadoras cuánticas es que sus puertas lógicas, las herramientas utilizadas para realizar funciones lógicas básicas en la computación, "son realmente malas, "Dijo Allcock.

"Fallan alrededor del 1 por ciento de las veces, ", dijo." Puedes hacer alrededor de 100 (operaciones), luego sacas la basura ".

Wineland agregó, "Todo el campo está ahora en una etapa, por errores que existen, que no podemos hacer largos cálculos o simulaciones de valor práctico en nuestras máquinas ".

El objetivo es llegar a 10, 000 operaciones sin errores y luego agregue capas de comprobaciones para corregir los errores a medida que ocurren, él dijo.

"Queremos llegar a ese punto, "Dijo Allcock." Entonces puedes usar computadoras cuánticas para algo útil. Ahora mismo son solo juguetes ".

Wineland dijo que los iones atrapados son como un cuenco de canicas que tienen ciertas propiedades magnéticas. Los físicos pueden aplicar fuerzas a los iones con diferentes métodos, incluyendo láseres, Dijo Allcock. Pero los láseres son máquinas caras y complejas, Considerando que la fabricación de puertas lógicas utilizando fuerzas magnéticas es más económica y práctica porque se pueden generar directamente con circuitos integrados, él dijo.

"Lo que hicimos aquí fue mostrar que estas técnicas funcionan tan bien como cualquiera ha hecho antes las puertas lógicas, " él dijo.

Google e IBM se encuentran entre las empresas comerciales que tienen ejércitos de ingenieros trabajando en tales problemas, mientras que los físicos académicos intentan demostrar que hay mejores, técnicas más básicas para resolverlos.

"Hemos demostrado que puede hacerlo de una manera técnicamente más sencilla, " él dijo.

Si los físicos e ingenieros pueden hacer que las computadoras cuánticas sean confiables y capaces de operar con una capacidad lo suficientemente grande, podrían simular otros sistemas, Dijo Wineland. Por ejemplo, una computadora cuántica podría simular la acción de una molécula utilizada en la terapia con medicamentos sin tener que sintetizarla en un laboratorio.

"Hay algunos muy prácticos, resultados útiles, ", Dijo Wineland." Solo estamos rascando la superficie ".