Avance israelí allana el camino a la computadora cuántica

Cuatro profesores y estudiantes de doctorado israelíes del Technion-Israel Institute of Technology en Haifa han publicado un artículo en la prestigiosa revista Science, acerca de un dispositivo innovador que ellos llaman “un cañón de partículas de luz entrelazadas” para el estudio de la teoría cuántica.
La innovación se ha desarrollado en el laboratorio del Prof. David Gershoni de la Facultad de Física del Technion, en cooperación con los estudiantes de doctorado Ido Schwartz y Dan Cogan, y el Profesor Nathaniel Lindner.
Su reciente artículo, ya elogiado por colegas físicos, representa un gran avance científico en la teoría cuántica y tiene el potencial de influir en el futuro de las comunicaciones, el cifrado y la informatización.En el desarrollo de este dispositivo, Gershoni y sus colegas han abordado un problema importante en los intentos de desarrollar ordenadores cuánticos, cada vez más cerca de resolver la cuestión de cómo crear unidades de qubits de una manera controlada para permitir la construcción de una computadora cuántica.

Los científicos israelíes han tenido éxito en la creación de “clusters” de fotones, que son mutuamente enredados y cruciales para muchas aplicaciones que requieren información cuántica.

El dispositivo en el núcleo de su experimento se llama un “punto cuántico,” un bloque pequeño, de varias decenas de nanómetros de tamaño, y consta de un semiconductor incrustado en otro tipo de semiconductor.
Los investigadores utilizaron diversos medios ópticos y eléctricos para causar la emisión de fotones en los momentos especificados. El avance de Gershoni es, en efecto, el primer “cañón” que emite muchos fotones entrelazados bajo demanda.

En la física cuántica el mundo se describe por medio de las funciones de onda, que describen la probabilidad de detectar una partícula dada en un lugar dado en un momento dado. La física cuántica nunca puede saber dónde se encuentra la partícula, pero puede estimar la probabilidad de que se encuentre en el punto antes mencionado.
La comprensión de la teoría cuántica llevó al florecimiento de un nuevo campo científico llamado “procesamiento de información cuántica”, basado en el entendimiento de que el procesamiento de la información guardada en los sistemas cuánticos difiere del procesamiento de la información llevada a cabo en los sistemas que se comportan de acuerdo con las leyes de la física clásica.

Los físicos y las empresas de tecnología han perseguido la idea de producir un ordenador cuántico hace tres décadas, con la esperanza de transportar la información en mundos completamente diferentes. La idea se remonta al físico Richard Feynman, quien propuso la idea de la informática cuántica en los años 80. En efecto, una máquina de este tipo podría procesar los datos pero en contraste con un ordenador clásico, utilizaría las características de la mecánica cuántica.

La diferencia es que mientras que en el ordenador clásico la unidad básica de información es un bit, un ordenador cuántico utiliza un bit cuántico conocido como “qubit”. La diferencia entre las dos unidades es enorme.
“En la física clásica, cuando se transfiere un bit de información es cero o uno, hay una corriente o no hay una corriente,” dijo Gershoni. “La física cuántica tiene en cuenta toda el área de posibilidades. En otras palabras, el bit puede ser tanto cero y uno al mismo tiempo. Esta posibilidad se basa en una doble descripción – de una partícula y una onda”. Un ordenador cuántico puede calcular con mayor rapidez de lo que podría llevar a los más rápidos ordenadores convencionales millones de años.