Los científicos han utilizado el famoso experimento mental del «gato de Schrödinger» para encontrar una forma de eliminar errores del futuro. computadoras cuánticas.
El nuevo método codifica información cuántica en un átomo de antimonio, que tiene ocho estados posibles que permiten almacenar datos de manera más segura que en un qubit o bit cuántico estándar de dos estados.
El avance es un paso vital en hacer que los errores dentro de los sistemas cuánticos sean menos probables, y, cuando lo hagan, hacer que sean más fáciles de detectar y corregir, una barrera clave para el desarrollo de computadoras cuánticas. Los investigadores publicaron sus hallazgos el miércoles (14 de enero) en la revista. Física de la naturaleza.
Ideado por primera vez por el físico Erwin Schrödinger en 1925, su experimento mental describe de manera evocadora la reglas extrañas del mundo cuántico imaginando un gato colocado dentro de una caja opaca con un vial de veneno que tiene un mecanismo de apertura controlado por desintegración radiactiva, un proceso cuántico completamente aleatorio.
Hasta que se abra la caja y se observe al gato, argumentó Schrödinger, las reglas de la mecánica cuántica significan que el desafortunado felino existirá en una superposición de estados, simultáneamente muerto y vivo.
En el caso de un cúbitLa información cuántica relacionada con los estados 0 o 1 de una computadora clásica se puede codificar en los estados de «giro ascendente» y «reducción de giro» de un átomo; el espín es el momento angular intrínseco de una partícula fundamental.
Pero si el ruido dentro de una computadora cuántica hace que este giro cambie repentinamente (como sucede a menudo), el estado cuántico se perdería, produciendo un error y destruyendo la información contenida.
Para solucionar este problema, los investigadores detrás del nuevo estudio incrustaron un átomo de antimonio, que tiene ocho direcciones de giro diferentes, dentro de un silicio. chip cuántico. Las seis direcciones de giro adicionales del átomo de antimonio (obtenidas por la naturaleza compuesta del átomo que agrega múltiples giros individuales) significan que, a diferencia de un sistema de dos estados de giro, un solo error no es suficiente para destruir la información codificada.
«Como dice el proverbio, un gato tiene nueve vidas. Un pequeño rasguño no basta para matarlo», coautor Benjamín Guillermoestudiante de doctorado en ingeniería eléctrica y telecomunicaciones en la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia, dijo en un comunicado. «Nuestro ‘gato’ metafórico tiene siete vidas: ¡se necesitarían siete errores consecutivos para convertir el ‘0’ en un ‘1’!»
Con este sistema implementado, los investigadores dicen que ahora trabajarán para demostrar un método para detectar y corregir errores en su chip, una hazaña que se considera un «Santo Grial» dentro del campo de la computación cuántica.
«Si se produce un error, lo detectamos inmediatamente y podemos corregirlo antes de que se acumulen más errores. Siguiendo con la metáfora del ‘gato de Schrödinger’, es como si viéramos a nuestro gato volver a casa con un gran rasguño en la cara», comenta. -autor Andrea Morellodijo en el comunicado un profesor de ingeniería eléctrica y física cuántica en la UNSW. «Está lejos de estar muerto, pero sabemos que se peleó; podemos ir y encontrar quién causó la pelea, antes de que vuelva a suceder y nuestro gato sufra más lesiones».
