Ordenadores cuánticos: un futuro prometedor

Esta es una simulación de la propagación de la luz en un dispositivo de interferencia de varios modos de funcionamiento. Los resultados son varios modos de propagación con la misma intensidad en cada una de las cuatro guías de onda de salida. (Crédito: Alberto Peruzzo)

Un grupo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de Bristol ha demostrado la operación cuántica de nuevos componentes que permite compactar los circuitos en los ordenadores cuánticos fotónicos del futuro.

Las computadoras cuánticas, anuncian la gran promesa de un enorme poder de cómputo para tareas particulares, han sido el objetivo de los esfuerzos de los científicos de todo el mundo desde hace varios años. Grandes avances se han hecho, pero todavía hay un largo camino por recorrer.

La construcción de un ordenador cuántico requerirá un gran número de elementos interrelacionados - puertas - que trabajan de una manera similar a los microprocesadores en los actuales ordenadores personales. En la actualidad, la mayoría de puertas cuánticas son estructuras de gran tamaño y la naturaleza voluminosa de estos dispositivos evita escalabilidad a los circuitos grandes y complejos necesarios para las aplicaciones prácticas.

Recientemente, los investigadores del Centro para la Fotónica cuántica de la Universidad de Bristol, demostraron en varias innovaciones importantes, que la información cuántica puede ser manipulada con circuitos integrados fotónicos. Tales circuitos son compactos (permiten la escalabilidad) y estable (con bajo nivel de ruido) y podrían conducir en un futuro próximo a la producción masiva de chips para computadoras cuánticas.

Ahora el equipo, en colaboración con el Dr. Terry Rudolph en el Imperial College de Londres, muestra una nueva clase de integrados divididos que prometen reducir aún mas el número de componentes que se utilizarán para la construcción de futuros circuitos cuánticos.

Estos dispositivos, basados ​​en la interferencia óptica multimodo (y por lo tanto a menudo se llama MMI) han sido ampliamente utilizados en la óptica clásica, ya que son compactos y muy robustos a las tolerancias de fabricación. "Si bien la construcción de una red cuántica compleja requiere un gran número de componentes básicos, los MMI a menudo se pueden aplicar con muchos menos recursos", dijo Alberto Peruzzo, estudiante de doctorado que trabaja en el experimento.

Hasta ahora no estaba claro cómo iban a funcionar estos dispositivos en el régimen cuántico. Lops investigadores de Bristol han demostrado que los MMI pueden realizar la interferencia cuántica con la alta fidelidad requerida.

Ahora, los científicos serán capaces de aplicar más circuitos fotónicos compactos para la computación cuántica. Los MMI pueden generar grandes estados entrelazados, en el corazón de la aceleración exponencial prometida por la computación cuántica.

"Las aplicaciones van desde circuitos nuevos para la computación cuántica a la medición extremadamente precisa y segura de la comunicación cuántica", dijo el profesor Jeremy O'Brien, director del Centro para la Fotónica cuántica.

El equipo ahora planea construir nuevos circuitos sofisticados para la computación cuántica y la metrología cuántica utilizando dispositivos MMI.

Fuente:University of Bristol.
Autor: ESCRITOR DE LETRAS