Diseñan un computadora cuántica capaz de ejecutar diversos algoritmos

Investigadores de la Universidad de Maryland (Estados Unidos) han diseñado un ordenador cuántico capaz de ejecutar diversos algoritmos, una característica difícil de implementar hasta ahora en este tipo de dispositivos, según un estudio que publica hoy la revista Nature.

Los científicos ven en estos ordenadores una futura herramienta útil para solventar problemas inabordables con procesadores convencionales en campos como la química cuántica, cálculo de materiales y cifrado de información, si bien se encuentran con problemas para desarrollar máquinas listas para salir al mercado.

Uno de esos escollos es que la mayoría de computadores cuánticos están diseñados para desempeñar una única función y no pueden ser reprogramados, lo que limita sus aplicaciones prácticas.

El físico Shantanu Debnath y su grupo han abierto un camino para solventar esas dificultades, al presentar un pequeño ordenador programable que cuenta con cinco bits cuánticos (qbits), capaz de ejecutar diversos algoritmos simples.

Al contrario que en los procesadores ordinarios, que funcionan a partir de bits (unidades de información capaces de estar en dos posiciones, cero o uno), los ordenadores cuánticos procesan los datos a través de qbits, que pueden permanecer en ambos estados al mismo tiempo (cero y uno).

La máquina de Debnath está basada en una de las arquitecturas de procesadores cuánticos más antiguas, propuesta en 1995 por el físico español Ignacio Cirac y el austríaco Peter Zoller.

En este caso, los qbits son iones atómicos individuales, alineados gracias a campos magnéticos y manipulados a través de un haz láser.

Los autores del dispositivo aseguran que puede ejecutar operaciones básicas con una precisión de cerca del 98 % y proponen en el estudio publicado en Nature que es posible añadir nuevos qbits a la máquina, así como conectar diversos módulos para incrementar su capacidad de computación.

El trabajo de la Universidad de Maryland se basa en el conocimiento adquirido durante décadas en la manipulación de partículas con precisión atómica, aunque introduce algunas nuevas técnicas, como la manipulación de diversos iones al mismo tiempo y el control del brillo de cada partícula.

La arquitectura con la que trabajan Debnath y su grupo compite con los ordenadores cuánticos basados en superconductores, que también han demostrado la capacidad de ser reprogramables.

Para el físico Stephen Barlett, autor de un artículo en Nature que acompaña al trabajo de los estadounidenses, el futuro de la computación cuántica lo decidirá la capacidad de cada sistema de aumentar su precisión y minimizar sus márgenes de error.

"Tanto los circuitos de superconductores como los iones han demostrado ser capaces de dar lugar a procesadores ampliados, con diversos qbits. El siguiente reto para todas estas tecnologías es demostrar que la corrección cuántica puede llevarse a un nivel de errores ínfimo", afirmó el físico.