Durante las dos últimas décadas, se ha intentado encontrar para todo el hardware de computación cuántica puertas lógicas más rápidas que permitan eludir los efectos del “ruido” externo capaces de degradar la precisión de los cálculos ejecutados por el sistema.

 

Ahora, unos científicos han creado y probado la puerta lógica de 2 bits cuánticos más rápida del mundo, utilizando para ello un método innovador de manipulación basado en un láser ultrarrápido y átomos enfriados a una temperatura bajísima.

 

El logro es obra del equipo de Yeelai Chew, Sylvain de Léséleuc y Kenji Ohmori, del Instituto de Ciencia Molecular en Japón

 

Chew y sus colegas emplearon átomos enfriados hasta casi el cero absoluto y atrapados en pinzas ópticas. El cero absoluto, 273,15 grados centígrados bajo cero, es la temperatura más baja que permiten las leyes de la física. Se llama pinzas ópticas a un sistema a base de rayos láser con los que es posible atraer átomos y aprisionarlos.

 

Al manipular los átomos con ese sistema láser emitiendo destellos de solo 10 picosegundos (billonésimas de segundo), consiguieron activar la puerta de dos qubits más rápida del mundo, que realiza cada operación en 6,5 nanosegundos (milmillonésimas de segundo).

 

Esquema conceptual de la puerta de dos qubits más rápida del mundo. Dos átomos capturados con pinzas ópticas (luz roja) son manipulados por un pulso láser ultrarrápido (luz azul) que emite destellos cuya duración es de solo 10 picosegundos. (Imagen: Takafumi Tomita (IMS))

 

Disponiendo de puertas lógicas como esta, será posible construir ordenadores cuánticos con una arquitectura distinta y capaz de superar en prestaciones a las de los modelos más comunes en los que se trabaja y que son el basado en superconductores y el basado en iones atrapados.

 

Como los átomos son sistemas cuánticos naturales, pueden almacenar fácilmente bits cuánticos de información. El tiempo de coherencia (el tiempo durante el cual persiste la superposición cuántica) de un qubit puede alcanzar varios segundos.

 

Chew y sus colegas exponen los detalles técnicos de su logro en la revista académica Nature Photonics, con el título “Ultrafast energy exchange between two single Rydberg atoms on the nanosecond timescale”. (Fuente: NCYT de Amazings)