Uno de los mayores obstáculos para construir ordenadores cuánticos más potentes podría tener una nueva solución. Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado un método capaz de recuperar información cuántica con una precisión de hasta el 99,85 % en simulaciones, utilizando una diminuta corriente eléctrica generada por el propio sistema.
La propuesta, desarrollada por científicos de la Universidad de São Paulo, en Brasil, y el Instituto Tecnológico de Pekín, en China, permitiría conocer el estado de determinados cúbits sin alterar significativamente la información que almacenan.
El avance aborda un problema fundamental de la computación cuántica: observar un sistema puede modificar precisamente aquello que se pretende medir.
Una corriente eléctrica permite conocer el estado de un cúbit
Los ordenadores tradicionales almacenan información mediante bits que representan ceros o unos. Los ordenadores cuánticos utilizan cúbits, capaces de mantener combinaciones de ambos estados gracias a una propiedad denominada superposición.
Esta característica permite realizar determinados cálculos de formas diferentes a las de un ordenador convencional, pero también presenta una dificultad: los estados cuánticos son extremadamente sensibles a las mediciones.
Los investigadores proponen aprovechar un tipo especial de cúbit, conocido como cúbit de Andreev, que puede generar una corriente eléctrica oscilante mediante su propio comportamiento cuántico.
En lugar de medir directamente su estado, el sistema utilizaría un detector magnético de gran sensibilidad para registrar las variaciones de esa corriente.
La información obtenida permitiría reconstruir el estado del cúbit sin necesidad de destruir su superposición mediante una medición directa.
El dispositivo también evitaría utilizar cúbits auxiliares, empleados en determinados métodos de lectura cuántica, lo que podría simplificar el funcionamiento de futuros procesadores.
Las simulaciones alcanzan una precisión del 99,85 %
Para comprobar la viabilidad de la propuesta, los científicos realizaron simulaciones que incorporaban interferencias eléctricas y pequeñas alteraciones provocadas por el propio detector.
Los resultados mostraron precisiones del 99,52 %, 99,81 % y 99,85 %, dependiendo del número de mediciones utilizadas para reconstruir la información.
Otra ventaja sería la posibilidad de observar repetidamente el comportamiento del cúbit sin tener que devolverlo a su estado inicial después de cada lectura.
Esto permitiría estudiar cómo evoluciona la información cuántica y reducir algunas operaciones adicionales que complican el diseño de los procesadores.
Sin embargo, el método todavía no se ha demostrado experimentalmente. Las cifras proceden de cálculos teóricos y simulaciones informáticas, no de un dispositivo físico en funcionamiento.
Los investigadores consideran que la propuesta es técnicamente viable porque utiliza principios y componentes que ya existen, aunque todavía debe construirse y ponerse a prueba el sistema completo.
La posibilidad de recuperar información cuántica con perturbaciones mínimas representa una vía prometedora para desarrollar ordenadores cuánticos más sencillos de controlar y con menores dificultades de lectura, uno de los desafíos pendientes para aprovechar todo su potencial.
