A un paso de la computación cuántica: alcanzan un 99% de precisión

Tres equipos científicos de todo el mundo han logrado un importante hito en la computación cuántica al demostrar una precisión superior al 99% en dispositivos cuánticos basados en silicio, lo que abre el camino a la creación de ordenadores cuánticos prácticos y escalables sin errores.

Si bien la computación cuántica presenta grandes ventajas, los estados cuánticos son sensibles a las interferencias externas, lo que puede provocar errores que limitan gravemente la viabilidad de estas máquinas.

Pero ahora, los tres nuevos estudios han demostrado sistemas de ordenadores cuánticos con tasas de error inferiores al uno por ciento. Y lo que es mejor, todos estos dispositivos se basan en el silicio, lo que debería facilitar su fabricación con la infraestructura comercial de semiconductores existente.

Un equipo dirigido por la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) logró una fidelidad del 99,95 por ciento en un sistema de un qubit, y del 99,37 por ciento con dos qubits operativos.

Un segundo equipo, de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos), logró un 99,87 por ciento con un qubit y un 99,65 con dos.

Y, por último, un equipo de RIKEN (Japón) alcanzó una fidelidad del 99,84 por ciento en un sistema de un qubit y del 99,51 por ciento con dos qubits.

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"Cuando los errores son tan raros, es posible detectarlos y corregirlos cuando se producen", afirma el profesor Andrea Morello, autor principal del estudio de la UNSW, y finaliza con que "esta investigación es un hito importante en el camino que nos llevará conseguir la supremacía cuántica".

El sistema de la UNSW codifica la información en los espines nucleares de los átomos de fósforo, implantados en un chip de silicio. Los núcleos de estos átomos son el núcleo del procesador, que realiza operaciones cuánticas, y están conectados entre sí por medio de un electrón.

"Si tienes dos núcleos conectados al mismo electrón, puedes hacer que ejecuten una operación cuántica. Mientras no operas el electrón, esos núcleos almacenan con seguridad su información cuántica. Pero ahora tienes la opción de hacerlos hablar entre sí a través del electrón", resume el Dr. Mateusz Mądzik.

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Los experimentos de Delft y RIKEN se llevaron a cabo utilizando los espines de dos electrones como qubits, cada uno de ellos confinado en un punto cuántico hecho de silicio y una aleación de silicio y germanio.

Los tres equipos superaron el 99 por ciento de precisión, por lo que los investigadores afirman que los próximos pasos son diseñar procesadores cuánticos de silicio prácticos que puedan ampliarse a ordenadores cuánticos comerciales, siendo este el siguiente gran paso.