Un circuito electrónico basado en los principios de la física cuántica, capaz de almacenar datos en estado de superposición, va a ser probado este año y será utilizado para la fabricación de procesadores cuánticos, lo que multiplicará casi hasta el infinito la potencia de los ordenadores actuales.
Un componente electrónico potencialmente capaz de servir a la realización de un procesador cuántico ha sido elaborado por el Grupo Quantrónico, del Servicio de Física del Estado Condensado del Comisariado francés de la Energía Atómica.
El Quantronium es un circuito electrónico compuesto de un único bucle de aluminio supraconductor que constituye un “qubit” de características fabulosas. Un qubit es el equivalente cuántico del bit.
La diferencia entre ambos es que, mientras que el bit almacena un solo elemento, bien un 0 o un 1, el qubit puede almacenar una superposición de ceros y unos gracias a las propiedades de la física cuántica, lo que abriga la esperanza de multiplicar casi hasta el infinito la potencia teórica de los futuros ordenadores.
Aunque todavía no existe ningún procesador cuántico, numerosos investigadores han demostrado la validez del concepto de cálculo cuántico a través de experiencias que han utilizado bits cuánticos de objetos microscópicos, como los iones o los spins nucleares, que adolecen de la capacidad de los circuitos electrónicos, que son integrables e interconectables a cualquier escala.
Crear superposición
El Quantronium es un componente electrónico completo conectado a un dispositivo externo sin perder por ello ninguna de sus propiedades cuánticas. La ventaja del Quantronium es que, aunque está separado del circuito exterior, permanece conectado y es medible en cualquier momento.
De ahí la importancia del bit cuántico explotable en un circuito electrónico, que es el Quantronium, porque el carácter cuántico de un sistema es más difícil de mantener cuanto mayor es su tamaño. Los átomos son cuánticos por naturaleza, pero los dispositivos electrónicos, que acumulan miles de millones de átomos y tienen conexiones con el exterior, no actúan cuánticamente.
El Quantronium resuelve esta dificultad, ya que consigue crear y mantener un estado cuántico en un circuito electrónico, lo que le ha permitido reproducir a mayor escala el estado de los átomos y abrir el camino para la construcción de procesadores cuánticos, el sueño de la industria informática.
Más decoherencia
El Quantronium consigue también un tiempo de decoherencia, es decir, de superposición de estados cuánticos, en este caso de unos y ceros, suficientemente largo para asegurar la fabricación de circuitos que posean muchos qubits acoplados en un mismo chip, lo que permitirá conseguir la computación lógico-cuántica.
Por ello, el Quantronium puede considerarse una etapa importante en el camino que conduce a la fabricación de ordenadores cuánticos, ya que alumbrará circuitos más sofisticados que los actuales y permitirá la realización de todas las operaciones lógicas necesarias para elaborar un procesador cuántico.
Eso no quiere decir que la fabricación del ordenador cuántico esté a la vuelta de la esquina, si bien los investigadores del Grupo Quantrónico esperan realizar una demostración de una puerta lógica de dos qubits este año, a una temperatura cercana al cero absoluto (-273ºC).
Información cuántica
La información cuántica es un nuevo campo de investigación cuto objetivo es aprovechar las posibilidades ofertadas por la mecánica cuántica para tratar la información de manera más eficaz.
Los dos componentes básicos de este campo de investigación son, por un lado, la criptografía cuántica, que aporta una seguridad mucho mayor que la de la criptografía clásica, y por otro lado, el cálculo cuántico, que permite reducir radicalmente el tiempo necesario para el cálculo matemático merced a la utilización de nuevos algoritmos basados en los principios de la mecánica cuántica.
Diversas disciplinas están implicadas en la información cuántica, desde la algoritmia cuántica a la óptica cuántica y la nanotecnología, pasando por la física de la materia condensada.
