Se descubrió que...

Resuelto "el" problema de computación cuántica

Los intentos de procesar y manipular estados cuánticos pueden destruir la información codificada en ellos”, avisa el equipo de dos instituciones de Innsbruck, Austria, y de la Universidad Complutense de Madrid, España, que publica en el último Science su método para estabilizar y proteger los bits de información cuántica o qubits.

El problema esencial para construir una computadora cuántica es el ruido, el medio hace siempre que la superposición de estados del bit cuántico, qubit, desaparezca y tengamos un bit simple. El bit en computación es el mínimo de información: cruza o no cruza electricidad por un puente dentro de un minúsculo transistor en un chip. El lenguaje binario de la computación está compuesto de dos elementos, 1 o 0. Si cruza electricidad es 1, si no cruza es 0. La cuántica descubrió, en las primeras décadas del siglo XX, la superposición de estados: un electrón es a la vez onda y partícula. Está en superposición de estados. Lo mismo un fotón o un quark.

El problema esencial es cómo evitar la degradación del qubit (a la vez 1 y 0) a simple bit (1 o 0).

 “La construcción de una computadora cuántica permanece como un reto científico y tecnológico fundamental a causa de la influencia del inevitable ruido. Los estados cuánticos [como la superposición de estados onda-partícula] y las operaciones con ellos se pueden proteger de errores aunque sus componentes sean imperfectos. Aquí presentamos un código para corrección de errores en el que el qubit se codifica en estados entrelazados  (entangled) distribuidos en una trampa de siete iones…” ¡Espérese tantito! Un ion es sólo un átomo que ha dejado de estar balanceado en sus cargas (negativas en los electrones, positivas en los protones) por falta o sobra.

El entanglement, entrelazado (enmarañado me parece horrible) es un estado cuántico tan escandalosamente contrario a la razón cotidiana que causó la ruptura de Einstein con la física que él había remachado en 1905 usando el quantum de Planck. Hacia 1935 diseñó un experimento del que se concluía un absurdo. Fue mental porque no había la tecnología para realizarlo. Es la paradoja EPR, por las iniciales de sus creadores: Einstein, Podolsky y Rosen. Y dice, en esencia, que si produzco dos partículas gemelas y modifico sólo una de ellas, al instante y sin contacto físico, la otra también se modifica. Están entrelazadas. Lo presentaron como prueba de que la cuántica no cumplía con un principio esencial de la ciencia: el de localidad (los objetos separados sólo reciben influencia de su entorno… que puede ser una señal muy lejana, pero llega a su entorno), ni con la noción de espacio misma ya que ambos gemelos actúan como si no hubiera espacio entre ellos. El principio de localidad lo eleva Einstein a axioma fundamental.

En 1983 y 84, Alain Aspect, en su laboratorio de París, probó con fotones que la paradoja ocurría: E, P y R no habían demostrado que la cuántica era incompleta: ofrece lo mismo una respuesta que otra. El entanglement aborrecido existe: la naturaleza es así.

El código propuesto por los investigadores detecta errores y los repara: “El código de siete qubits resulta así una instancia totalmente funcional de un qubit codificado de forma topológica y abre la vía hacia una computación cuántica tolerante a los errores”. En inglés: fault-tolerant quantum computing o FTQC.

 “Con este método, la codificación de información [en forma de qubits] en las propiedades globales de un sistema de muchas partículas ofrece protección contra fuentes de ruido que actúan, de forma local, en qubits individuales o en pequeños grupos”. Ya vimos que el entrelazamiento niega la localidad (que los objetos sólo reciben influencia de su entorno local, como sostiene la sensatez y el trío EPR). El mundo subatómico es no-local, como demostró Aspect hace ya 30 años… (Y no ha recibido el Nobel), así que los errores locales, causados por el medio ambiente que colapsa el qubit en bits, los restaura el código o protocolo que provee una ruta para la computación FTQC.

¿Y la UdeG?


Novedad: No hubo barco para mí, Cal y Arena (Ensayo Personal).


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Twitter: @LuisGonzlezdeA

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