(c) NIST

Uno de los principales problemas que se presentan en el desarrollo de la computación cuántica, tiene relación con la forma como se puede manipular un único “bit” en un procesador cuántico, sin que se altere la información almacenada en sus alrededores.

Pero los Físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han logrado un importante avance en esta materia, al crear lo que podría ser una forma viable de manipular ese único “bit” del procesador cuántico. La solución propuesta hace un uso bastante novedoso de la luz polarizada para crear campos magnéticos realmente efectivos, logrando una gran avance para la creación de computadores cuánticos.

Los bits cuánticos, o “qubits“, poseen la capacidad de estar de forma simultánea en las posiciones de encendido y apagado, por lo que permiten a los computadores cuánticos tener la capacidad de resolver problemas muy complejos (como la ruptura de códigos criptográficos complejos).

Para el desarrollo de la solución planteada por el grupo de físicos se utilizó un átomo de rubidio aislado como qubit. Los átomos de rubidio pueden tomar uno de ocho estados de energía distintos, por lo que el diseño contempla elegir dos de estos estados de energía, con el objeto que representen los estados de encendido y apagado.

Con el objeto de resolver el problema del uso de campos magnéticos para controlar los átomos individuales, el equipo usó dos pares de estados de energía dentro del mismo átomo. Cada par estaba mejor adaptado para una tarea en específico: Un par se utiliza como memoria del qubit (donde se almacena la información), mientras que el segundo par -denominado “de trabajo”- consta de un qubit que se usa para realizar los cálculos.

La técnica de luz polarizada desarrollada por el grupo, puede extenderse para seleccionar qubits específicos de entre un gran grupo, por lo que puede ser utilizada para acceder a qubits individuales en un procesador cuántico sin afectar a sus cercanos.

Link: Physicists Find Way to Control Individual Bits in Quantum Computers (Vía Super Computing Online)

Ya en el 2005 Atom Chip Corporation clamaba tener el primer procesador cuántico (CPU a 6.8Ghz) trabajando en una portátil, cosa que aún es un misterio. Lo cierto, es que recientemente un equipo de científicos de la Universidad de Yale ha diseñado el primer procesador cuántico rudimentario en estado sólido. De momento solo puede realizar algunas operaciones cuánticas muy simples, pero sin duda es el primer dispositivo electrónico que se asemeja y funciona de manera similar a un microprocesador.

Para lograr esto el equipo creó dos átomos artificiales Qubits (Bits Cuánticos). Si bien que cada Qubit es un compuesto de millones de átomos de aluminio, estos actúan como un solo átomo que puede ocupar dos estados diferentes de energía. Estos estados son similares a los “1″ y “0″ o los estados “encendido” y “apagado” de los bits regulares empleados por los ordenadores convencionales. Los científicos pueden colocar estos Qubits en una superposición de múltiples estados al mismo tiempo, de tal manera que permitan un una mayor almacenamiento de información y poder de procesamiento.

“Todavía estamos lejos de construir una computadora cuántica práctica, pero esto es un gran paso adelante” comentó Robert Schoelkopf, profesor William Norton de Física Aplicada.

Link: The World’s First Quantum Processor Created (PCLaunches)