A principios del siglo XX, los científicos creían que entendían los principios fundamentales de la naturaleza. La gente confiaba en las leyes newtonianas del movimiento, y parecía que la mayoría de los problemas de la física ya se habían resuelto.

Sin embargo, con el advenimiento de la teoría de la relatividad de Einstein, que reemplazó la mecánica clásica newtoniana, los científicos se dieron cuenta de que su conocimiento está lejos de estar completo. Consecuentemente, este interés condujo a la mecánica cuántica, que cambió por completo las leyes fundamentales de la física.

La efervescencia cuántica ha permitido importantes avances; sin embargo, su mayor potencial está por verse.

Computación cuántica

En este sentido, Investigadores de la Universidad de Yale han demostrado uno de los pasos clave en la construcción de la arquitectura para computadoras cuánticas modulares: la teletransportación: capacidad de transferir materia o energía de un punto a otro sin moverse a través del espacio físico.

Usando un protocolo teórico desarrollado en la década de 1990, los investigadores demostraron experimentalmente una operación cuántica, o “compuerta”, sin depender de ninguna interacción directa.

Tales compuertas son necesarias para el cálculo cuántico que se basa en redes de sistemas cuánticos separados, una arquitectura que muchos investigadores dicen que puede compensar los errores que son inherentes a los procesadores de computación cuántica.

Al respecto, el Investigador Robert J. Schoelkopf, catedrático en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Yale y coautor del estudio, explicó:

“Una computadora cuántica tiene el potencial de resolver de manera eficiente los problemas que son intratables para las computadoras clásicas. Sin embargo, la construcción de un procesador cuántico a gran escala es un desafío debido a los errores y el ruido inherentes a los sistemas cuánticos del mundo real”.

Enfoque modular

Una forma de eliminar estos errores es usar la modularidad, un enfoque que se encuentra en toda la naturaleza, desde la organización de una célula biológica hasta las más complejas proezas de la tecnología.

Se relaciona, con la compartimentación de partes individuales para crear un todo. Según los científicos, este enfoque ayuda a gestionar la complejidad y la incertidumbre, por lo que podría ser útil para el desarrollo de sistemas cuánticos conectados a una red cuántica a través de canales de comunicación.

Para este enfoque resulta esencial la teletransportación de una puerta cuántica: esto permitiría las interacciones sin el riesgo de que se introduzcan errores en la transferencia, y es precisamente lo que los investigadores han logrado.

Los autores de la investigación señalan que, el ahora comprobado principio de teletransportación, tiene grandes implicaciones para el desarrollo de la computación cuántica tolerante a fallas y puede tener amplias aplicaciones en comunicación cuántica, metrología y simulaciones.

Referencia: Deterministic teleportation of a quantum gate between two logical qubits. Nature, 2018. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0470-y

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