La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Computación cuántica más allá del Arco Iris

Publicado por Carlos en octubre 14, 2008

La computación cuántica sigue siendo uno de los santos griales de la física y la informática, por más que algunas veces sus posibilidades se hayan sobredimensionado. Un computador cuántico operativo tendría grandes aplicaciones en campos particulares, como pueden ser la factorización de enteros o la simulación de estados cuánticos. Sin embargo, la construcción de un dispositivo de estas características se viene topando de bruces con limitaciones técnicas a la hora de vencer la decoherencia, y de ser escalable. Los esfuerzos por vencer estas limitaciones se vienen sucediendo, y quizás una de las líneas de ataque más prometedoras la constituye la computación cuántica unidireccional.

A diferencia de la computación cuántica “clásica” -que podemos imaginar como una extensión de los circuitos lógicos tradicionales a circuitos cuánticos que manipulan de manera reversible bits entrelazados- la computación cuántica unidireccional se basa en la realización de medidas -un proceso inherentemente irreversible- sobre un sistema cuántico adecuadamente preparado inicialmente, y que será destruido en el proceso. Así, mientras en el modelo clásico de computación cuántica la medida se realiza sólo sobre el estado final del sistema tras atravesar las puertas cuánticas, en este modelo se realizan de manera continua. Más aún, las medidas que se hagan en un momento determinado dependerán en general del resultado de las medidas anteriores. La gran ventaja de esto es que la dificultad tecnológica se concentra fundamentalmente en la construcción del estado inicial -el denominado (a falta de mejor traducción) estado racimo, que puede imaginarse como una malla muy compleja de estados entrelazados- ya que la realización de las medidas posteriores admite implementaciones prácticas aceptables.

En este contexto es en el que Nicolas C. Menicucci (de Princeton y la Universidad de Queensland), Steven T. Flammia (de la Universidad de Waterloo), y Olivier Pfister (de la Universidad de Virginia), han sugerido un mecanismo que puede suponer un gran paso adelante en la construcción de dichos estados racimo. Dicho mecanismo se describe en un trabajo titulado

publicado hace un par de semanas en Physics Review Letters. Parte de la idea de Menicucci et al. se basa en el empleo de fotones entrelazados. Dicho empleo no es nuevo en sí, ya que debido a su mayor resistencia a la decoherencia se han postulado como uno de los mejores candidatos a portadores de información. El problema de esto es que se requiere algún dispositivo óptico no lineal para que se produzca la interacción entre fotones en las puertas cuánticas, lo que es tecnológicamente complejo y costoso. En el sistema de Menicucci et al. se sugiere sin embargo un procedimiento más asequible, formado por una cavidad óptica en cuyos extremos hay espejos, y en cuyo interior hay un cristal capaz de dividir o unir pares de fotones de frecuencias específicas. Dichos pares de fotones quedarán entrelazados, y ahí reside el quid del asunto: mediante el empleo de 15 láseres de diferentes frecuencias se podrá construir una macromalla toroidal de estados entrelazados, un arco iris de información, que constituirá el estado inicial de la computación.

Menicucci et al. - Phys. Res. Lett. 101, 130501 (2008)

Menicucci et al. - Phys. Res. Lett. 101, 130501 (2008)

En su trabajo, Menicucci et al. muestran que una malla de este tipo es universal, y por lo tanto que es susceptible de ser la base para la realización de cualquier computación. ¿Será ésta la llave que permita abrir el cofre del tesoro cuántico? Habrá que esperar para ver si la escalabilidad del sistema es en la práctica tan parsimoniosa como el análisis teórico sugiere, pero nada impide mientras tanto ser optimistas.

About these ads

Una respuesta hacia “Computación cuántica más allá del Arco Iris”

  1. Permitidme que os deje el enlace al Singularity Submit de este año.

    http://www.singularitysummit.com/

Lo siento, el formulario de comentarios está cerrado en este momento.

 
%d personas les gusta esto: