Investigadores transfieren "Bits Cuánticos" entre microchips de computadoras cuánticas en tiempo récord

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Configuración de computadora cuántica en la Universidad de Sussex con dos microchips de computadora cuántica donde los bits cuánticos se transfieren de un microchip a otro a una velocidad récord. Crédito: Universidad de Sussex
Configuración de computadora cuántica en la Universidad de Sussex con dos microchips de computadora cuántica donde los bits cuánticos se transfieren de un microchip a otro a una velocidad récord. Crédito: Universidad de Sussex

La escalabilidad de los sistemas se busca en diversas plataformas de hardware y es esencial para los ordenadores cuánticos (QC) a gran escala. Arquitecturas como el dispositivo cuántico de carga acoplada (QCCD) se utilizan para aumentar el número de qubits en un único dispositivo para los QC basados en iones atrapados. Sin embargo, el tamaño del chip utilizado restringe el número de iones que pueden alojarse en un único módulo de computación cuántica. En consecuencia, es crucial un enfoque modular que requiera enlaces cuánticos entre distintos componentes.

Por primera vez, investigadores de la Universidad de Sussex y Universal Quantum han demostrado con éxito y rapidez que los bits cuánticos (qubits) pueden transferirse directamente entre microchips de ordenadores cuánticos. Esta innovación hace frente a una barrera significativa en la construcción de ordenadores cuánticos lo suficientemente grandes y potentes como para manejar cuestiones desafiantes de vital importancia para la sociedad.

En este estudio, los investigadores utilizaron una nueva y potente técnica denominada UQ Connect para emplear enlaces de campo eléctrico que permiten a los qubits pasar de un módulo de microchip de computación cuántica a otro con una velocidad y precisión sin precedentes. Como resultado, los chips pueden ensamblarse como piezas de un rompecabezas para crear un ordenador cuántico más potente.

Los investigadores transportaron los qubits con una tasa de éxito del 99,999993% y una velocidad de conexión de 2424/s. Ambas cifras son récords mundiales y órdenes de magnitud mejores que las soluciones anteriores.

El profesor Winfried Hensinger, catedrático de tecnologías cuánticas de la Universidad de Sussex y científico jefe y cofundador de Universal Quantum, declaró: "Al tiempo que enlazábamos los módulos a una velocidad récord mundial, también verificamos que la "extraña" naturaleza cuántica del qubit permanece intacta durante el transporte, por ejemplo, que el qubit puede ser 0 y 1 al mismo tiempo".

El Dr. Sebastian Weidt, Consejero Delegado y Cofundador de Universal Quantum y Profesor Titular de Tecnologías Cuánticas en la Universidad de Sussex, declaró: "Nuestro objetivo implacable es proporcionar a las personas una herramienta que les permita revolucionar su campo de trabajo. Los equipos de Universal Quantum y la Universidad de Sussex han hecho aquí algo realmente increíble que contribuirá a hacer realidad nuestra visión. Estos emocionantes resultados muestran el notable potencial de los ordenadores cuánticos de Universal Quantum para convertirse en lo suficientemente potentes como para desbloquear las numerosas aplicaciones de la informática cuántica que cambiarán vidas".

La Dra. Mariam Akhtar dirigió la investigación como investigadora de la Universidad de Sussex y asesora cuántica de Universal Quantum. El equipo ha demostrado la transferencia rápida y coherente de iones mediante enlaces de materia cuántica. Este experimento valida la arquitectura única que Universal Quantum ha estado desarrollando, proporcionando una vía apasionante hacia una computación cuántica verdaderamente a gran escala."

Gráfico que muestra la alineación de dos módulos de computadora cuántica para que los átomos puedan transferirse de un microchip de computadora cuántica a otro. Crédito: Universidad de Sussex
Gráfico que muestra la alineación de dos módulos de computadora cuántica para que los átomos puedan transferirse de un microchip de computadora cuántica a otro. Crédito: Universidad de Sussex

El profesor Sasha Roseneil, Vicerrector de la Universidad de Sussex, ha declarado: "Es fantástico ver que el inspirado trabajo de la Universidad de Sussex y de los físicos de Universal Quantum ha dado como resultado este fenomenal avance, que nos acerca un paso significativo hacia un ordenador cuántico que tendrá un uso social real".

"Estos ordenadores están llamados a tener aplicaciones ilimitadas: desde mejorar el desarrollo de medicamentos hasta crear nuevos materiales, pasando quizá por desvelar soluciones a la crisis climática. La Universidad de Sussex está invirtiendo significativamente en computación cuántica para apoyar nuestra audaz ambición de albergar los ordenadores cuánticos más potentes del mundo y crear un cambio que tiene el potencial de impactar positivamente en tantas personas en todo el mundo."

"Y con equipos que abarcan todo el espectro de la investigación en computación y tecnología cuánticas, la Universidad de Sussex tiene tanto amplitud como profundidad de conocimientos. Seguimos ampliando nuestra investigación y docencia en este campo, con planes para nuevos programas y nombramientos docentes."

El profesor Keith Jones, Rector interino y Vicerrector de Investigación y Empresa de la Universidad de Sussex, declaró: "Se trata de un hallazgo fascinante de nuestros físicos de la Universidad de Sussex y de Universal Quantum. Demuestra el valor y el dinamismo de esta empresa derivada de la Universidad de Sussex, cuyo trabajo se basa en una investigación académica rigurosa y puntera a escala mundial. Los ordenadores cuánticos serán fundamentales para ayudar a resolver algunos de los problemas mundiales más acuciantes".

Fuentes, créditos y referencias:

Universidad de Sussex - M. Akhtar et al, A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-022-35285-3

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