Habrá computadoras cuánticas en una década

Investigadores del ejército de Estados Unidos predicen que los circuitos de computadoras cuánticas que ya no necesitarán temperaturas extremadamente frías para funcionar podrían convertirse en realidad después de aproximadamente una década.

Durante años, la tecnología cuántica de estado sólido que funciona a temperatura ambiente parecía remota. Si bien la aplicación de cristales transparentes con no linealidades ópticas había surgido como la ruta más probable hacia este hito, la plausibilidad de dicho sistema siempre estuvo en duda.

Ahora se ha confirmado oficialmente la validez de este enfoque. El doctor Kurt Jacobs, del US Army Combat Capabilities Development Command’s Army Research Laboratory, en colaboración con el doctor Mikkel Heuck y el profesor Dirk Englund, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, ha sido el primero en demostrar la viabilidad de una puerta de lógica cuántica compuesta por circuitos fotónicos y cristales ópticos. Publican resultados en ‘Physical Review Letters’.

“Si los dispositivos futuros que usan tecnologías cuánticas requieren enfriamiento a temperaturas muy frías, entonces esto los hará caros, voluminosos y hambrientos de energía –afirma Heuck en un comunicado–. Nuestra investigación tiene como objetivo desarrollar futuros circuitos fotónicos que puedan manipular el entrelazamiento requerido para dispositivos cuánticos a temperatura ambiente”.

La tecnología cuántica ofrece una gama de avances futuros en informática, comunicaciones y teledetección. Para realizar cualquier tipo de tarea, las computadoras clásicas tradicionales trabajan con información totalmente determinada. La información se almacena en muchos bits, cada uno de los cuales puede estar activado o desactivado. Una computadora clásica, cuando recibe una entrada especificada por un número de bits, puede procesar esta entrada para producir una respuesta, que también se da como un número de bits. Una computadora clásica procesa una entrada a la vez.

Por el contrario, las computadoras cuánticas almacenan información en qubits que pueden estar en un estado extraño donde están tanto encendidas como apagadas al mismo tiempo. Esto permite que una computadora cuántica explore las respuestas a muchas entradas al mismo tiempo. Si bien no puede generar todas las respuestas a la vez, puede generar relaciones entre estas respuestas, lo que le permite resolver algunos problemas mucho más rápido que una computadora clásica.

Desafortunadamente, uno de los principales inconvenientes de los sistemas cuánticos es la fragilidad de los extraños estados de los qubits. La mayoría del hardware prospectivo para la tecnología cuántica debe mantenerse a temperaturas extremadamente frías, cercanas a cero grados Kelvin, para evitar que los estados especiales se destruyan al interactuar con el entorno de la computadora.