Un nuevo dispositivo alarga la vida de la información cuántica

Investigadores de la Universidad de Yale han logrado el hito de preservar un bit de información cuántica durante más tiempo que la vida útil de sus partes constituyentes.

Han creado un novedoso sistema para codificar, señalar errores puntuales, decodificar, y corregir errores en un bit cuántico, también conocido como un “qubit”. El desarrollo de un método robusto de Corrección de Error Cuantico (QEC por sus siglas en inglés) ha sido uno de los mayores obstáculos que quedan en la computación cuántica.

Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature. 

“Esta es la primera corrección de errores que realmente detecta y corrige los errores de origen natural,” dijo Robert Schoelkopf, profesor de Física Aplicada y Física en la Universidad de Yale, director del Instituto de Quantum de Yale, e investigador principal del estudio. “Es sólo el comienzo de la utilización de QEC para la computación real. Ahora tenemos que combinar QEC con cálculos reales.”

La corrección de errores de bit de datos cuánticos es excepcionalmente difícil por la naturaleza del estado cuántico. A diferencia del estado “clásico” de cero o uno, el estado cuántico puede ser un cero, un uno, o una superposición de ambos, cero y uno. Por otra parte, el estado cuántico es tan débil que el hecho de observarlo causará que el qubit vuelva a un estado clásico.

El coautor principal Andrei Petrenko, estudiante graduado de Yale, explica: “En nuestro experimento demostramos que podemos proteger una superposición real y el QEC no aprende si el qubit es un uno o un cero, pero puede compensar para los errores”.

El equipo lo logró, en parte, mediante la búsqueda de una manera menos complicada para codificar la información adecuada. Los investigadores de Yale idearon una cavidad de microondas en la que crearon un número par de fotones en un estado cuántico que almacena los qbit. En lugar de perturbar los fotones midiéndolos o contándolos, los investigadores simplemente determinaron si un número par o impar de fotones. El proceso se basó en una especie de simetría a través de la técnica que el equipo desarrolló previamente.

“Si se pierde un fotón, ahora habrá un número impar”, dijo el co-autor principal Nissim Ofek, asociado postdoctoral de Yale. “Podemos medir la paridad, y detectar así eventos de error sin perturbar o aprender lo que el valor del bit cuántico codificado es en realidad.”

La cavidad desarrollada por la Universidad de Yale es capaz de prolongar la vida de un bit cuántico más de tres veces que los qubits superconductores típicos de hoy en día. Se basa en más de una década de desarrollo en la arquitectura del circuito QED.

Fuente: Europa Press