Cálculos con 14 bits cuánticos

El entralazamiento de partículas es un fenómeno esencial para desarrollar futuros ordenadores cuánticos que sean mucho más veloces que los actuales. El término fue introducido por el físico Erwin Schrödinger en 1935 y describe un fenómeno de la mecánica cuántica que se demuestra claramente en experimentos pero no se comprender del todo, explican unos científicos de la Universiad de Innsbruck. Las partículas entrelazadas (entangled, en su término técnico en ingles) no pueden definirse como partículas individuales con estados definidos, sino más bien como un sistema. Entrelazando bits cuánticos individuales, un ordenador cuántico podría resolver problemas mucho más rápido que uno convencional, pero "resulta muy difícil comprender el entrelazamiento cuando se trata de más de dos partículas", afirma Thomas Monz, del Instituto de Física Experimental de esa universidad austriaca. Ahora, este investigador, junto con sus colegas del equipo de Rainer Blatt, ha realizado un experimento con varias partículas entrelazadas, lo que proporciona una nueva perspectiva de este fenómeno.

Desde 2005, el equipo de Blatt ha ido batiendo su propio récord de entrelazamiento de bits cuánticos, pero hasta ahora nadie había logrado controlar el entrelazamiento de ocho partículas, lo que significa un byte cuántico, y ahora ellos casi han duplicado ese límite. Los investigadores han confiando 14 átomos de calcio en una trampa de iones y los han manipulado con láser. Los estados internos de cada átomo forman qubits y han producido un registro cuántico de 14 qubits que sería el núcleo de un futuro ordenador cuántico. Además, explican los científicos en un comunicado de la Universidad de Innsbruck, han descubierto que cuando hay varias partículas entrelazadas la sensibilidad del sistema aumenta de modo significativo. Este proceso rara vez se había observado en procesos cuánticos, explica Monz, y es importante no sólo para construir ordenadores cuánticos, sino también para hacer relojes atómicos de alta precisión y realizar simulaciones cuánticas.
El equipo de Innsbruck ha logrado confinar hasta 64 partículas en una trampa de iones, "pero aún no somos capaces de entrelazar tantos", dice Monz. "Sien embargo, nuestro último descubrimiento nos proporciona una mejor comprensión del comportamiento de muchas partículas entrelazadas", lo que puede ayudar en futuros experimentos. Los científicos han presentado su trabajo en la prestigiosa revista Physical Review Letter.

El Pais

El poderoso futuro de las computadoras cuánticas

Uno de los esfuerzos más complejos para crear una computadora cuántica fue presentado en una reunión de la American Physical Society (Sociedad Física de EE.UU.) en Dallas, Texas.

Utiliza "estados cuánticos" de materia para realizar cálculos de tal modo que, si se estos se aumentaran, podrían sobrepasar en gran medida el desempeño de las computadoras actuales.

El chip de seis centímetros de largo y ancho, contiene nueve dispositivos cuánticos y estos a su vez tienen "fragmentos cuánticos" (o qubits en inglés) que realizan los cálculos.
El equipo que trabajó en el aparato dice que este año será posible acomodar hasta diez de estos fragmentos.

Superposiciones

A diferencia de los números uno y cero que utiliza alternativamente la computación digital, las computadoras cuánticas emplean lo que se conoce como superposiciones. Éstas son estados de la materia que pueden ser tanto números cero como números uno al mismo tiempo.
Eso significa que una de las ventajas de la computadora cuántica es que es capaz de realizar cálculos en todas sus superposiciones al mismo tiempo. Un qubit no es muy diferente del bit de un ordenador digital, pero si se usan varios la potencia de los qubits supera por mucho a los bits tradicionales.
Se cree que una vez que las computadoras cuánticas logren alojar 100 quabits, su uso será extremadamente competitivo. Por eso el anuncio de que se lograrán acumular diez este año es significativo.
"Es muy emocionante que estamos en un punto en el que podemos empezar a hablar de la arquitectura que emplearemos para un procesador cuántico", aseguró Erik Lucero, de la Universidad de California, en el evento.
La innovación clave de su equipo fue el descubrir una forma de desconectar completamente las interacciones entre los elementos de su circuito cuántico. Los frágiles estados cuánticos que crean deben poder ser manipulados, movidos y almacenados sin que se corra el riesgo de que se destruyan.
"Es un problema en el que me he estado ocupando en los últimos tres o cuatro años, el cómo detener su interacción", le dijo a la BBC John Martinis, de la Universidad de California.
"Ahora lo resolvimos y eso es estupendo, pero aún hay muchas cosas que tenemos que hacer", afirmó.
La parte que más interesa a los científicos es saber qué tanto se puede preservar el delicado estado cuántico y aseguran que desde que se originó el concepto, el tiempo de estabilidad de estos dispositivos ha aumentado en más de mil por ciento.
"El mundo de los superconductores cuánticos no existía hace diez años y ahora pueden controlarse casi con una precisión arbitraria.Todavía estamos lejos de la computación cuántica, pero en mis ojos estamos progresando rápidamente", añadió a la BBC Britton Plourde, de la Universidad de Syracuse.

BBC Mundo

La primera máquina cuántica, el hallazgo científico del año

Con una diminuta máquina, de un tamaño menor que el diámetro de un cabello, la ciencia ha dado en el 2010 inicio a la era de la mecánica cuántica. La renombrada revista Science ha celebrado el trabajo de los físicos Andrew Cleland y John Martinis, de la Universidad de California, como el «logro científico más importante del año». Su invento encabeza la lista anual de los top-ten de la ciencia, que la revista elige a fin de año. La máquina cuántica es el primer objeto artificial que no sigue las leyes de la mecánica clásica. ?Más bien, el diminuto aparato reacciona como un átomo o una molécula y se mueve constantemente. Science elige como segundo hallazgo del año al primer genoma sintético, y el tercero es para la secuenciación de tres genomas de neandertal.

La Voz de Galicia

El teletransporte se hace realidad en el mundo cuántico

Fuente: Publico.

La tecnología para teletransportarse es un clásico en la ciencia-ficción, aunque no parece que en la realidad se vaya a disfrutar dentro de poco. Al menos en el mundo macroscópico. Ahora, un equipo internacional de científicos asegura haber demostrado que dos partículas separadas en instrumentos sólidos pueden entrelazarse cuánticamente. Este tipo de entrelazamiento, que permite teletransportar un estado cuántico de un lugar a otro, ya había sido probado con fotones en sistemas ópticos. En este experimento, que se publicará en Physical Review Letters, se emplearon electrones en un circuito superconductor.

Este fenómeno, tanto en su versión óptica como en la que sucede en circuitos sólidos, tiene aplicaciones para la construcción de ordenadores cuánticos, unas máquinas que multiplicarían la capacidad de las actuales. Sin embargo, los investigadores creen que la versión sólida será más fácil de utilizar en aparatos electrónicos.

El cambio de las computadoras regidas por física macroscópica a los ordenadores cuánticos un campo en el que trabaja el español Ignacio Cirac conseguiría aprovechar el hecho de que la física cuántica permite que las propiedades de un elemento tomen varios valores a la vez, multiplicando la potencia de cálculo.

Además, la transmisión de información a través de fenómenos como el entrelazamiento haría las comunicaciones más seguras. Si alguien no autorizado intentase observar la información, la destruiría.

El cifrado de clave pública, inútil: llega la computación cuántica

Fuente: the INQUIRER.

Dos estudios independientes han demostrado que la computación cuántica - cuya realidad palpable cada vez está más cerca - podría amenazar muy pronto la validez de los algoritmos de cifrado de clave pública, debido a la gran potencia de cálculo de estos sistemas.

La Universidad de Queensland en Brisbane (Australia) y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hefei, en China han construido cada una por su lado dos computadoras cuánticas capaces de una potencia de cálculo asombrosa, que aplicada a problemas específicos supera a todo lo conocido hasta la fecha.
El problema precisamente aparece cuando estas computadoras cuánticas han sido diseñadas para ejecutar el denominado algoritmo de Shor, un método que permite descifrar las claves públicas de los mecanismos de cifrado actuales.
En la revista New Scientist explican cómo funciona el algoritmo, que factoriza números de forma ultrarápida y que por tanto amenazaría el mecanismo de seguridad que se utiliza actualmente en infinidad de transacciones y sistemas tanto empresariales como de investigación, gubernamentales y bancarias.