Una computadora cuántica ha creado una extraña partícula que puede recordar su pasado.
Quantinuum dijo el martes que su computadora System Model H2 Quantum, la computadora cuántica de mayor rendimiento jamás construida, impulsada por Honeywell, había creado materia cuántica topológica no abeliana y trenzado su anyon por primera vez.
La compañía explicó que uno de los primeros experimentos realizados en H2, en colaboración con investigadores de la Universidad de Harvard y Caltech, había demostrado un nuevo estado de la materia, un estado topológicamente ordenado no abeliano.
“Para cualquiera que pensara que las computadoras cuánticas que pueden ampliar los límites del conocimiento humano y el progreso científico todavía están muy lejos, hoy marca un punto de inflexión”, dijo el director ejecutivo Rajeeb Hazra en un comunicado. “Un equipo de científicos líder en el mundo ha utilizado la computadora cuántica H2 de Quantinuum para lograr algo que antes no era posible”.
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Señalización fuera del laboratorio de computación cuántica de Honeywell en Broomfield, Colorado, el 14 de octubre de 2020. (David Williams/Bloomberg vía Getty Images)
La computación cuántica es una tecnología que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica para resolver problemas demasiado complejos para las computadoras clásicas.
Esta partícula, llamada anyon, fue teorizada por físicos hace décadas.
Las cuasipartículas, un concepto que, según el Departamento de Energía, ayuda a los científicos a describir los patrones que surgen cuando las partículas subatómicas interactúan en grandes cantidades, son excitaciones colectivas de muchos electrones en dispositivos sólidos.
Pueden formarse en sistemas bidimensionales, mientras que los fermiones y los bosones son las únicas dos categorías de partículas que se experimentan en el mundo a diario, según Dmitri Feldman de la Universidad de Brown.
La señalización del Instituto de Tecnología de California se encuentra en el campus de Pasadena, California, el 9 de julio de 2013. (Patrick T. Fallon/Bloomberg vía Getty Images)
Los anyons se clasifican como abelianos o no abelianos.
Los anyons no abelianos podrían almacenar información cuántica sin necesidad de corrección de errores y retener una “memoria” de sus posiciones relativas en el pasado. Feldman dijo que tienen propiedades que podrían usarse para la memoria cuántica topológica.
Las memorias cuánticas almacenan el estado cuántico de un fotón (la luz está compuesta de fotones) u otra partícula entrelazada sin destruir la información cuántica de esa partícula. Los dispositivos de memoria cuántica pueden almacenar datos cuánticos como las memorias de computadora clásicas almacenan información como estados binarios.
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La estatua de John Harvard en el campus de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts. (Sergi Reboredo/VW Pics/Universal Images Group vía Getty Images)
“Una memoria cuántica es una pequeña computadora cuántica que puede capturar y almacenar bits cuánticos que están codificados en fotones sin medirlos, ya que medirlos destruiría cualquier enredo que tengan. Los bits cuánticos almacenados pueden procesarse y recodificarse en fotones si es necesario, David Levonian, científico de investigación cuántica del AWS Center for Quantum Networking, le dijo anteriormente a Phys.org.
Los bits cuánticos también se conocen como qubits y son la base de las computadoras cuánticas.
El Departamento de Energía explicó que el trenzado implica que una cuasipartícula se enrolle alrededor de la otra. Los fermiones y los bosones no conservan la memoria de un bucle, pero los investigadores pueden usar el trenzado para cambiar el estado cuántico de los aniones, lo que significa que conservan la memoria de sus bucles.
“Muchos sistemas anyon pueden construir memorias colectivas que pueden servir como base para un enfoque de computación cuántica llamado ‘computación cuántica topológica’. Debido a cómo funciona el trenzado, los qubits hechos de anyons conservan su coherencia cuántica durante mucho tiempo, lo que permite una mayor fidelidad”, dijo.
Quantinuum escribió que la creación y manipulación controladas de anyons no abelianos que conducen a qubits topológicos marca un “paso significativo hacia la computación cuántica universal tolerante a fallas”.
El presidente Biden mira una computadora cuántica mientras recorre las instalaciones de IBM en Poughkeepsie, Nueva York, el 6 de octubre de 2022. (Mandel Ngan/AFP vía Getty Images)
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Universal significa que se pueden realizar cálculos cuánticos arbitrarios y tolerante a fallas indica que las puertas lógicas cuánticas utilizadas en el diseño de una computadora cuántica evitan que los errores se descontrolen en cascada.
El presidente y director de operaciones de Quantinuum, Tony Uttley, dijo que las “implicaciones para la sociedad son significativas”.
“Con nuestro sistema de segunda generación, estamos entrando en una nueva fase de la computación cuántica”, comentó. “H2 destaca la oportunidad de lograr resultados valiosos que solo son posibles con una computadora cuántica. El desarrollo del procesador H2 también es un paso fundamental para avanzar hacia la computación cuántica universal tolerante a fallas”.
