El futuro del procesamiento de información cuántica


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En un mundo agobiado por la creciente cantidad de datos, la búsqueda de nuevas formas de almacenar y procesar información se ha convertido en una necesidad. Procesos convencionales basados ​​en electrónica de silicio han experimentado un crecimiento rápido y constante, gracias a la miniaturización progresiva de su componente básico, el transistor, pero esa tendencia no puede continuar indefinidamente.

En los dispositivos convencionales, la información se almacena y manipula de forma binaria: Los componentes elementales de estos dispositivos, los llamados bits tienen dos estados, cada uno de los cuales codifica 0 o 1. Para ir más allá del sistema binario, se pueden aprovechar las leyes de la mecánica cuántica. Un objeto en mecánica cuántica con dos niveles de energía de que dispone, puede ocupar cualquiera de esos dos niveles, pero también una combinación arbitraria (“superposición”) de los dos, al igual que un electrón enel experimento de la doble rendija puede ir a través de las dos rendijas a la vez. Esto se traduce en un número infinito de estados cuánticos que un solo bit cuántico o “qubit”, puede tomar, junto con otra extraña propiedad de la mecánica cuántica, el entrelazamiento que permite una plataforma de información mucho más poderosa de lo que es posible con los componentes convencionales.

El procesamiento de información cuántica (QIP) utiliza qubits como unidades básicas de información. La QIP tiene muchas facetas, desde la simulación cuántica, a criptografía, computación cuántica, con la que se espera resolver los problemas más complejos que están dentro de las capacidades de los ordenadores convencionales. Para ser útiles en QIP, un qubit tiene que estar a la vez aislado de su entorno y ser controlable, lo que coloca los estrictos requisitos en su realización física. Pero esto es sólo el primer paso, para construir una computadora cuántica, por ejemplo, también hay que tener una arquitectura escalable y realizar corrección de errores que se pueden realizar en paralelo con el cálculo y, además, eficientes algoritmos cuánticos que deben existir para resolver el problema en cuestión -un desafío teórico considerable.

Un número de tipos de qubits que se han propuesto y realizado experimentalmente cumplen al menos algunos de estos criterios, y se ha realizado un enorme progreso durante la última década en la mejora de las figuras de mérito, tales como el tiempo de coherencia.

El futuro de QIP aparece brillante a pesar de los muchos desafíos pendientes. Como beneficio adicional, la superación de estos desafíos, probablemente, también haría avanzar la investigación básica.

Autor: Jelena Stajic

Enlace original: The Future of Quantum Information Processing

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