La computación cuántica estaría a punto de cambiar gracias a la hazaña de un grupo de físicos cuánticos que crearon un nuevo método para entrelazar fotones.
Los encargados de tal logro pertenecen al Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania. Ellos publicaron sus hallazgos en la revista Nature donde muestran cómo consiguieron enredar 14 fotones en un estado óptimo para qubits. Con esa acción duplicar los resultados de los intentos anteriores además de mejorar la eficiencia.
Los qubits serían diferentes a los bits tradicionales ya que existen en un estado de probabilidad llamado superposición. Eso los hace comportarse como una moneda que se lanza al aire y luego cae.
A veces, los ingenieros cuánticos se encuentran con obstáculos en el diseño de computadoras cuánticas si dichas monedas no caen como esperan. A eso le llaman interrupción de la superposición de una partícula o decoherencia.
Átomos, electrones y moléculas enteras pueden existir en una superposición cuántica. Pero para limitar la decoherencia, los objetos más pequeños y simples son los que se destacan.
En la computación cuántica se necesitan miles y hasta millones de qubits. No solo se necesita que estén girando en superposición, sino que sus destinos deben ser compartidos.
En estos casos, el gran desafío es entrelazar los fotones. Por eso los físicos de este estudio debieron seguir su propio método.
Método para entrelazar fotones con éxito
El nuevo método que estos físicos cuánticos crearon para entrelazar fotones sería una solución para producir más fotones entrelazados en estado ideal.
Los físicos realizaron su experimento que consistió en usar un solo átomo para emitir los fotones y entretejerlos de una manera muy específica.
Luego, los investigadores lograron que un átomo de rubidio emitiera ondas de luz. Dichas ondas se canalizaron hacia una cavidad diseñada para reflejarlas de un lado a otro de una manera muy precisa.
Al ajustar la forma en que brillaba el rubidio, cada fotón podía entrelazarse con el estado del átomo completo. Es decir, cada fotón que rebota de un lado a otro en la cavidad también estaba entrelazado con un número significativo de sus hermanos formando una cadena.
El mayor número de fotones entrelazados con ese método fue de 14, llegando a un nuevo récord. Todo ello demostró que este método es más eficaz que los anteriores, consiguiendo que uno de cada dos fotones proporcione qubits entrelazados.
Los investigadores del estudio esperan que este nuevo método siente las bases de una nueva computación cuántica.
Referencias:
Efficient generation of entangled multiphoton graph states from a single atom: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04987-5
Quantum Physicists Set New Record For Entangling Photons Together: https://www.sciencealert.com/quantum-physicists-set-new-record-for-entangling-photons-together
