La mayoría de las computadoras cuánticas utilizan codificación binaria para almacenar información en qubits, el análogo cuántico de los bits 0 o 1 clásicos. Restringirlos a sistemas binarios impide que estos dispositivos alcancen su verdadero potencial.
Teniendo esto en cuenta, un equipo dirigido por Thomas Monz en el Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck ha desarrollado con éxito una computadora cuántica que puede realizar cálculos arbitrarios con los llamados dígitos cuánticos (qudits).
Con un rendimiento similar al qubit procesadores cuánticos, este enfoque permite la simulación nativa de alta dimensión sistemas cuánticos y una implementación más eficiente de algoritmos basados en qubits.
Esta nueva computadora cuántica almacena información en átomos de calcio individuales atrapados. Cada átomo consta de ocho estados diferentes. Normalmente, sólo dos de estos estados se utilizan para almacenar información. De hecho, casi todos los existentes computadoras cuánticas tienen acceso a más estados cuánticos de los que utilizan para el cálculo.
Thomas Monz dijo, “Casi todas las computadoras cuánticas existentes tienen acceso a más estados cuánticos de lo que utilizan para el cálculo. Desarrollamos una computadora cuántica que puede utilizar todo el potencial de estos átomos computando con qudits. Al contrario del caso clásico, el uso de más estados no hace que la computadora sea menos confiable. Los sistemas cuánticos tienen naturalmente más de dos estados y hemos demostrado que podemos controlarlos todos igualmente bien”.
Martin Ringbauer, físico experimental de Innsbruck, Austria, dijo, “Por otro lado, muchas de las tareas que necesitan computadoras cuánticas, como problemas de física, química o ciencia de materiales, también se expresan naturalmente en el lenguaje qudit. Reescribirlos para qubits a menudo puede hacerlos demasiado complicados para las computadoras cuánticas actuales. Trabajar con más de ceros y unos es muy natural, no sólo para la computadora cuántica sino también para sus aplicaciones, lo que nos permite desbloquear el verdadero potencial de los sistemas cuánticos”.
Referencia de la revista:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. Un procesador cuántico universal con iones atrapados. Nat. fisio. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
