Científicos chinos han construido la primera máquina computacional cuántica del mundo que va mucho más allá de las mejores computadoras clásicas o convencionales.
El avance, que allana el camino hacia la realización final de la computación cuántica, fue presentado este 3 de mayo en una conferencia de prensa en el Instituto de Shanghai para Estudios Avanzados de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
Los científicos creen que la computación cuántica podría de alguna manera empequeñecer el poder de procesamiento de los superordenadores actuales. Una analogía para explicar el concepto de computación cuántica es que es como ser capaz de leer todos los libros de una biblioteca al mismo tiempo, mientras que la computación convencional es como tener que leerlos uno tras otro, informa Xinhua.
Pan Jianwei, un académico de la Academia China de Ciencias y un importante físico cuántico, dijo que la computación cuántica explota el principio de superposición cuántica fundamental para permitir capacidades de cálculo y simulación paralelas ultra-rápidas.
En los chips de computadora de silicio normales, los datos se representan en uno de dos estados: 0 o 1. Sin embargo, en los ordenadores cuánticos, los datos podrían existir en ambos estados simultáneamente, manteniendo exponencialmente más información.
El poder de cálculo de un ordenador cuántico crece exponencialmente con el número de bits cuánticos que pueden ser manipulados. Esto podría resolver eficazmente problemas de computación a gran escala que están más allá de la capacidad de las actuales computadoras clásicas, dijo Pan.
Por ejemplo, una computadora cuántica con 50 bits cuánticos sería más potente en la solución de problemas de muestreo cuántico que el superordenador más rápido de hoy, Sunway TaihuLight, instalado en el Centro Nacional de Supercomputación de China, explican las mismas fuentes.
El equipo de investigación liderado por Pan está explorando tres rutas técnicas: sistemas basados en fotones simples, átomos ultrafrios y circuitos superconductores.
Recientemente, Pan Jianwei y sus colegas – Lu Chaoyang y Zhu Xiaobo, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, y Wang Haohua, de la Universidad de Zhejiang – establecieron dos registros internacionales en el control cuántico de los números máximos de bits cuánticos fotónicos entrelazados y bits cuánticos superconductores entrelazados.
Pan explicó que la manipulación de enredos multi-partícula es el núcleo de la tecnología de computación cuántica y ha sido el foco de la competencia internacional en la investigación de la computación cuántica.
En el sistema fotónico, su equipo ha logrado los primeros 5, 6, 8 y 10 fotones entrelazados en el mundo y está a la vanguardia de los desarrollos globales.
Pan dijo que los ordenadores cuánticos podrían, en principio, resolver ciertos problemas más rápido que los ordenadores clásicos. A pesar de los progresos sustanciales en las dos últimas décadas, la construcción de máquinas cuánticas que realmente pueden superar a los ordenadores clásicos en algunas tareas específicas – un hito importante llamado «supremacía cuántica» – sigue siendo un desafío.
En la búsqueda de la supremacía cuántica, el muestreo del Boson, un modelo de computador cuántico intermedio (es decir, no universal), ha recibido considerable atención, ya que requiere menos recursos físicos que construir computadoras cuánticas ópticas universales, dijo Pan.
El año pasado, Pan y Lu Chaoyang desarrollaron la mejor fuente de fotones únicos del mundo basada en puntos cuánticos semiconductores. Ahora, están utilizando la fuente de fotón único de alto rendimiento y el circuito fotónico electrónicamente programable para construir un prototipo de computación cuántica de varios fotones para ejecutar la tarea de muestreo del Boson.
Los resultados de las pruebas muestran que la tasa de muestreo de este prototipo es por lo menos 24.000 veces más rápida que las contrapartes internacionales, según el equipo de Pan.
Al mismo tiempo, el prototipo de la máquina de computación cuántica es de 10 a 100 veces más rápido que la primera computadora electrónica, ENIAC, y la primera computadora de transistores, TRADIC, en ejecutar el algoritmo clásico, dijo Pan.
Es la primera máquina de computación cuántica basada en fotones individuales que va más allá de la primera computadora clásica, y en última instancia abre el camino a una computadora cuántica que puede vencer a los ordenadores clásicos. Este logro se publicó en línea en la última edición de Nature Photonics esta semana.
En el sistema de circuitos cuánticos superconductores, un equipo de investigación de Google, la NASA y la Universidad de California en Santa Bárbara anunciaron una manipulación de alta precisión de 9 bits cuánticos superconductores en 2015.
Ahora, el equipo chino liderado por Pan, Zhu Xiaobo y Wang Haohua han roto ese récord. Desarrollaron independientemente un circuito cuántico superconductor que contenía 10 bits cuánticos superconductores y con éxito enredaron los 10 bits cuánticos a través de una operación cuántica global.
Los científicos chinos pretenden realizar la manipulación de 20 fotones enredados para finales de este año, e intentarán diseñar y manipular 20 bits cuánticos superconductores. También planean lanzar una plataforma de computación en nube cuántica para finales de este año.
Fuente: Europa Press