El avance del gato de Schrödinger podría introducir el 'santo grial' de la computación cuántica, haciéndolos a prueba de errores
Los errores en las computadoras cuánticas son un obstáculo para su uso generalizado. Pero un equipo de científicos dice que, al usar un átomo de antimonio y el experimento de pensamiento gato de Schrödinger, podrían haber encontrado una manera de detenerlos.
Los científicos han utilizado el famoso experimento mental "Schrödinger's Cat" para encontrar una forma de eliminar errores de las futuras computadoras cuánticas .
El nuevo método codifica información cuántica en un átomo de antimonio, que tiene ocho estados posibles que permiten que los datos se almacenen más de forma más segura que en un qubit de dos estados estándar o bit cuántico.
El avance es un paso vital en que los errores dentro de los sistemas cuánticos son menos propensos a ocurrir, y, cuando lo hacen, los hacen más fácilmente detectados y corregidos, una barrera clave para el desarrollo de computadoras cuánticas . Los investigadores publicaron sus hallazgos el miércoles (14 de enero) en la revista Nature Physics .
Deledado por primera vez por el físico Erwin Schrödinger en 1925, su experimento mental describe evocativamente las Reglas extrañas del mundo cuántico al imaginar un gato colocado dentro de una caja opaca con un vial venenoso que tiene un mecanismo de apertura controlado por la descomposición radiactiva - Un proceso cuántico completamente aleatorio.
Relacionado: computadoras cuánticas que en realidad son útiles 1 paso más cerca gracias al nuevo procesador de silicio que podría empacar millones de qubits
Hasta que se abra la caja y se observa el gato, argumentó Schrödinger, las reglas de la mecánica cuántica significan que el desafortunado felino existirá en una superposición de los estados, simultáneamente muertas y vidas.
En el caso de a qubit , la información cuántica relacionada con los estados 0 o 1 de una computadora clásica se puede codificar en los estados "'Spin up" y "' Spin Down" de un átomo - girar es el momento angular intrínseco de una partícula fundamental.
Pero si el ruido dentro de una computadora cuántica hace que este giro cambie repentinamente (como sucede a menudo), el estado cuántico se perdería, produciendo un error y destruyendo la información dentro.
Para evitar este problema, los investigadores detrás del nuevo estudio incrustaron un átomo de antimonio, que tiene ocho direcciones de giro diferentes, dentro de un chip cuántico de silicio. Las seis direcciones de giro adicionales del átomo de antimonio (obtenidas por la naturaleza compuesta del átomo que agrega múltiples giros individuales) significa que, a diferencia de un sistema de dos estados giratorios, un solo error no es suficiente para destruir la información codificada.
"Como dice el proverbio, un gato tiene nueve vidas. Un pequeño rasguño no es suficiente para matarlo", coautor Benjamin Wilhelm , estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica y telecomunicaciones en la Universidad de Nueva Sur Gales (UNSW) en Australia, dijo en un comunicado . "Nuestro 'gato' metafórico tiene siete vidas: se necesitarían siete errores consecutivos para convertir el '0' en un '1'!"
Con este sistema en su lugar, los investigadores dicen que ahora trabajarán para demostrar un método para detectar y corregir errores en su chip, una hazaña que se considera un "santo grial" dentro del campo de computación cuántica.
"Si se produce un error, lo detectamos de inmediato, y podemos corregirlo antes de que se acumulen más errores. Para continuar la metáfora de 'Cat de Schrödinger', es como si viéramos a nuestro gato volver a casa con un gran rasguño en su rostro," CO -Author Andrea Morello , profesor de ingeniería eléctrica y física cuántica en UNSW, dijo en el comunicado. "Está lejos de ser muerto, pero sabemos que se metió en una pelea; podemos ir a encontrar quién causó la pelea, antes de que vuelva a suceder y nuestro gato reciba más lesiones".