Los físicos encuentran una forma de controlar bits individuales en ordenadores cuánticos

Las redes ópticas usan lásers para separar átomos de rubidio (rojo) para usarlos como “bits” de información en procesadores cuánticos de átomos neutros

Físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han superado un obstáculo en el desarrollo de un ordenador cuántico, desarrollando* una forma viable de manipular un único “bit” en un procesador cuántico sin perturbar la información almacenada en sus vecinos. La aproximación, que hace un uso novedoso de la luz polarizada para crear campos magnéticos “efectivos”, podría llevar un paso más cerca de la realidad los ordenadores cuánticos.

Un gran reto al crear un ordenador cuántico que funcione es mantener el control sobre los portadores de información, los “interruptores” de un procesador cuántico, mientras se les aísla del entorno. Estos bits cuánticos, o “qubits”, tienen la extraña capacidad de estar en las posiciones de “encendido” y “apagado” simultáneamente, dado a los ordenadores cuánticos la capacidad de resolver problemas intratables para un ordenador convencional — tales como la ruptura de códigos criptográficos complejos.

Una aproximación al desarrollo de computadores cuánticos tiene como objetivo el objetivo usar un átomo de rubidio aislado como qubit. Cada uno de tales átomos de rubidio pueden tomar uno de ocho estados de energía distintos, por lo que el objetivo del diseño es elegir dos de estos estados de energía para representar las posiciones de encendido y apagado. Idealmente, estos dos estados deberían ser completamente insensible a campos magnéticos que puedan destruir la capacidad de los qubits de de estar simultáneamente encendidos y apagados, arruinando los cálculos. Sin embargo, elegir tales estados “insensibles al campo” hace a los qubits menos sensibles a esos campos magnéticos usados intencionadamente para seleccionar y manipularlos.

“Es un poco como en catch-22 (trampa-22)”, dice Nathan Lundblad del NIST. “Cuanto más sensible al control individual haces a los qubits, más difícil se hace hacerlos funcionar correctamente”.

Para resolver el problema de usar campos magnéticos para controlar los átomos individuales mientras se les mantiene aislados de los campos magnéticos, el equipo de NIST usó dos pares de estados de energía dentro del mismo átomo. Cada par estaba mejor adaptado para una tarea: Un par se usa como “memoria” del qubit para almacenar la información, mientras que el segundo par “de trabajo” consta de un qubit que se usa para cálculo. Aunque cada par de estados es insensible al campo, las transiciones entre los estados de memoria y trabajo son sensibles y susceptibles de control de campo. Cuando un qubit de memoria tiene que realizar un cálculo, un campo magnético puede hacer el cambio. Y puede hacerlo sin perturbar los qubits de memoria cercanos.

El equipo de NIST demostró esta aproximación en un conjunto de átomos agrupados en pares, usando la técnica para abordar a un miembro de cada par individualmente. Agrupar los átomos en pares, dice Lundblad, permite al equipo simplificar el problema de seleccionar un qubit de entre muchos a uno entre dos — lo cual, como se demuestra en su artículo, puede realizarse creando un campo magnético efectivo, no con una corriente eléctrica como se hace comúnmente, sino con un rayo de luz polarizada. La técnica de luz polarizada, la cual desarrolló el equipo de NIST, puede extenderse para seleccionar qubits específicos de entre un gran grupo, haciéndola útil para abordar qubits individuales en un procesador cuántico son afectar a los cercanos.

“Si un ordenador cuántico que funcione alguna vez se construye”, dice Lundblad, “estos problemas tienen que abordarse, y creemos que hemos hecho un buen intento de cómo hacerlo”. Pero, añade, el reto a largo plazo de los computadores cuánticos permanece: integrar todos los ingredientes requeridos en un único aparato con muchos qubits.


Artículo de Referencia: N. Lundblad, J.M. Obrecht, I.B. Spielman and J.V. Porto. Field-sensitive addressing and control of field-insensitive neutral-atom qubits. Nature Physics, July 5, 2009.

Autor: Chad Boutin
Fecha Original: 14 de julio de 2009
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio

Like This Post? Share It

Comments (3)

  1. Los físicos encuentran una forma de controlar bits individuales en ordenadores cuánticos…

    Físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han superado un obstáculo en el desarrollo de un ordenador cuántico, desarrollando* una forma viable de manipular un único “bit” en un procesador cuántico sin perturbar la información alm…

  2. Turok

    ¿no habrá necesidad de abrir la caja para saber si el gato está vivo o muerto?.¿podremos comprar pronto “gatitos de Schrödinger?.Stay tunned to know more.

  3. [...] Los físicos encuentran una forma de controlar bits individuales en ordenadores cuánticos [...]

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *