Un ordenador cuántico crea una rara partícula capaz de recordar su pasado
Científicos llevan mucho tiempo buscando partículas con propiedades inusuales, llamadas anyones, como posibles bloques de construcción de ordenadores cuánticos avanzados. Ahora, la empresa británica Quantinuum, con su nuevo procesador cuántico H2, afirma haber logrado producir la misteriosa y largamente buscada partícula, que puede recordar su pasado y mejoraría el rendimiento de los ordenadores cuánticos en el futuro, según un informe de New Scientist.
Los físicos teorizaron por primera vez sobre los anyones en la década de 1970 y, según especularon, un grupo concreto de estas «cuasipartículas» bidimensionales –que solo existen en dos dimensiones– era capaz de mantener una memoria similar a la de una cuerda trenzada que conserva el orden de sus hebras cruzadas, guardando una especie de registro de dónde ha estado.
Las cuasipartículas, como su nombre indica, no son verdaderas partículas, sino vibraciones colectivas que se comportan como si fueran partículas. Así, los anyones intercambiables, a diferencia de otras partículas, guardan un registro del número de intercambios que influyen en su forma de vibrar, lo que los convierte en una forma atractiva de hacer computación cuántica, pero nunca antes se habían encontrado experimentalmente.
Ahora, Henrik Dryer, de Quantinuum, y sus colegas han sido capaces de crear qubits, o bits cuánticos, la piedra angular de un ordenador cuántico y de los anyones de superficie.
Nuestro nuevo procesador cuántico H2 es la primera máquina capaz de alcanzar este hito», afirmó Ilyas Khan, fundador y consejero delegado de Quantinuum, informa The Independent
Today we are making two landmark announcements:
— Quantinuum (@QuantinuumQC) May 9, 2023
-We introduce Quantinuum’s System Model H2, our second generation of quantum computers
-Using H2, Quantinuum scientists created non-Abelian topological quantum matter and braided its anyons for the first timehttps://t.co/Ptaq4xUbAS
Computación cuántica
Los ordenadores cuánticos son una prometedora tecnología que utiliza las leyes de la física cuántica para realizar operaciones y almacenar información. A diferencia de los ordenadores convencionales, que utilizan bits para almacenar información –como una cadena de 1s y 0s–, los ordenadores cuánticos utilizan qubits, que pueden estar en varios estados a la vez –1 y 0 al mismo tiempo–, lo que les confiere una potencia de cálculo potencialmente mucho mayor.
A pesar de lo prometedores que son los ordenadores cuánticos, los avances hacia una máquina comercialmente viable han sido lentos. Esto se debe a que los qubits son muy sensibles a las interferencias del entorno, y cualquier pequeña perturbación puede provocar errores en los cálculos. Los científicos han estado trabajando en formas de controlar y minimizar estos errores para que los ordenadores cuánticos sean más fiables.
Qubits topológicos
Una solución prometedora es el uso de qubits topológicos, una forma exótica de qubits que los científicos de Quantinuum creen haber conseguido.
Los qubits topológicos se basan en la topología matemática y tienen propiedades que protegen el estado cuántico de las perturbaciones del entorno, allanando el camino para sistemas de computación cuántica que necesiten una corrección mínima de errores.
Entramado Kagome
Según informa New Scientist, los investigadores de Quantinuum, que publicaron su trabajo como preimpresión en el portal en línea arXiv y actualmente se encuentra en proceso de revisión por pares, enredaron estos qubits en una formación denominada entramado Kagome, un patrón de estrellas entrelazadas común en las cestas tradicionales japonesas, lo que les confiere propiedades mecánicas cuánticas idénticas a las predichas para los anyones.
«Ésta es la primera prueba convincente de que lo consigue, por lo que sería el primer caso de lo que se llamaría orden topológico no abeliano», declaró a New Scientist Steven Simon, de la Universidad de Oxford.
El ordenador cuántico también permite a los investigadores jugar con anyones para comprender mejor su exótico estado de la materia, añadió.
¿Solo una simulación?
Sin embargo, algunos investigadores han expresado dudas sobre el trabajo de Quantinuum y han sugerido que en realidad no han creado anyones no abelianos, sino que los han simulado. Para ellos, la simulación no es lo mismo que la realidad y existen importantes diferencias entre ambas.
«Sé que están muy entusiasmados con su trabajo, y deberían estarlo, pero no deja de ser una simulación», declaró a New Scientist Jiannis Pachos, de la Universidad de Leeds (Reino Unido).
Pero Dryer, de Quantinuum, defiende su trabajo y argumenta que la naturaleza de cuasipartícula de los anyones hace que una simulación sea lo mismo que la realidad. Para él, lo que importa es la información y el entrelazamiento, y si se puede crear ese tipo de entrelazamiento, se puede crear cualquier tipo de anyones.
«Una propiedad contraintuitiva de estos anyones es que no son realmente físicos, no les importa de qué están hechos», explicó Dryer a New Scientist.
«Anunciamos por primera vez la detección y creación de qubits topológicos que podrían convertirse en la base de un ordenador cuántico que resuelva problemas complejos, en lugar de algo que no es más que una prueba de concepto», afirmó Khan, de Quantinuum.