Nuevo hito en la computación cuántica: logran teletransportar información para conectar dos ordenadores
La computación cuántica tiene un potencial enorme, pero enfrenta un problema de escalabilidad. Para que una máquina de esta naturaleza pueda ser útil en términos reales, es necesario ensamblar múltiples procesadores cuánticos en una sola ubicación. Esto aumenta su potencia, pero también su tamaño, lo que la vuelve poco práctica y más delicada. Los científicos están trabajando en una solución que parece sacada de una serie de ciencia ficción: conectar núcleos apartados entre sí a través de la “teletransportación cuántica” para crear máquinas aún más poderosas.
El camino hacia esa forma de transmisión de información comienza a vislumbrarse. Recientemente, un equipo de científicos de la Universidad de Oxford fue capaz de enviar el primer algoritmo cuántico de manera “inalámbrica” entre dos procesadores cuánticos separados. Los dos núcleos pequeños aprovecharon su naturaleza única, unieron sus capacidades y formaron una computadora superior para solucionar problemas que ninguno de los dos resolvería de manera independiente.
El equipo liderado por el profesor Dougal Main consiguió que sistemas distantes interactuaran entre sí y compartieran puertas lógicas usando el entrelazamiento cuántico. Gracias a este fenómeno de la mecánica cuántica, un par de partículas vinculadas sin importar la distancia pueden compartir el mismo estado y, por lo tanto, transmitir la misma información. Si una cambia de estado, la otra lo refleja instantáneamente.
La computación a base de silicio está a punto de encontrarse con sus límites físicos, por ello, la ciencia está buscando alternativas más sustentables, eficientes y poderosas.
Los científicos de Oxford usaron el entrelazamiento cuántico para enviar casi instantáneamente información básica entre computadoras. Cuando los datos viajan largas distancias bajo este principio, se dice que ha ocurrido una “teletransportación cuántica”. No debe confundirse con la idea de la teletransportación convencional, que implica un hipotético intercambio inmediato de materia en el espacio. En el experimento, las partículas de luz siguieron en el mismo lugar, pero el entrelazamiento permitió que las computadoras “vieran” la información de la otra para trabajar con ella en paralelo.
Según su artículo publicado en Nature, la teletransportación cuántica de un algoritmo fue posible con fotones y con módulos separados por dos metros. La fidelidad de la información tuvo una tasa del 86%. El resultado de esta arquitectura de computación cuántica distribuida es lo suficientemente bueno como para ser un camino viable hacia la tecnología a gran escala y el internet cuántico.
Anteriormente ya han surgido demostraciones de teletransportación cuántica en contextos computacionales, pero se han limitado a la transferencia de estados entre sistemas. El ensayo de la Universidad de Oxford se distingue porque utilizó la teletransportación para crear interacciones entre los núcleos distantes. “Este avance nos permite ‘conectar’ de manera efectiva distintos procesadores cuánticos en una sola computadora cuántica completamente conectada», contó Main.
Si la tecnología de computación cuántica distribuida continúa desarrollándose, quedará atrás la era de las máquinas cuánticas gigantes. El problema de la escalabilidad probablemente será resuelto con más máquinas operando en conjunto mediante teletransportación cuántica. Por ahora, un procesador básico puede manejar 50 qubits (unidad mínima de información cuántica). Algunos científicos calculan que será necesaria una máquina con la capacidad de procesar miles o millones de qubits para resolver problemas complejos.
Incluso sin el entrelazamiento, las máquinas cuánticas ya son lo suficientemente potentes como para resolver problemas que parecen imposibles. Willow, el chip cuántico de Google, recientemente resolvió en cinco minutos una operación matemática que hubiera tomado hasta 10 cuatrillones de años en resolverse en una supercomputadora convencional