Investigadores de Australia y Singapur están trabajando en una nueva técnica cuántica que podría mejorar la VLBI óptica. Se conoce como Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP), que permite transferir información cuántica sin pérdidas. Cuando se imprime en un código de corrección de errores cuánticos, esta técnica podría permitir observaciones VLBI en longitudes de onda previamente inaccesibles. Una vez integrada con los instrumentos de próxima generación, esta técnica podría permitir estudios más detallados de agujeros negros, exoplanetas, el Sistema Solar y las superficies de estrellas distantes.
La técnica de interferometría consiste en combinar la luz de múltiples telescopios para crear imágenes de un objeto que de otro modo sería demasiado difícil de resolver. La interferometría de línea de base muy larga se refiere a una técnica específica utilizada en radioastronomía donde las señales de una fuente de radio astronómica (agujeros negros, cuásares, púlsares, nebulosas de formación estelar, etc.) se combinan para crear imágenes detalladas de su estructura y actividad. En los últimos años, VLBI ha producido las imágenes más detalladas de las estrellas que orbitan Sagitarrius A* (Sgr A*), la SMBH en el centro de nuestra galaxia.
Ya podemos hacer interferometría de línea de base grande en el microondas. Sin embargo, esta tarea se vuelve muy difícil en frecuencias ópticas, porque incluso la electrónica más rápida no puede medir directamente las oscilaciones del campo eléctrico en estas frecuencias.
El proceso que imaginan implicaría acoplar coherentemente la luz de las estrellas en estados atómicos "oscuros" que no irradian. El siguiente paso, dijo Huang, es acoplar la luz con la corrección de errores cuánticos (QEC), una técnica utilizada en la computación cuántica para proteger la información cuántica de errores debido a la decoherencia y otros "ruidos cuánticos".
Arxiv: imágenes de estrellas con corrección de errores cuánticos.
La combinación de la luz de los telescopios en todo el planeta permitiría obtener imágenes directas de planetas en otros sistemas solares. La luz de la estrella tendría que protegerse para que pudiéramos ver el exoplaneta en detalle.
Hay trabajo para crear pantallas estelares basadas en el espacio para grandes telescopios terrestres. Otros investigadores están trabajando en un rediseño ultraligero que se desarrollará y se podrá construir o ensamblar en el espacio.
Hay computadoras cuánticas con decenas, o pronto cientos, de qubits que están disponibles. Gran parte del esfuerzo de investigación se ha centrado en el uso de dispositivos cuánticos de escala intermedia (NISQ) ruidosos para demostrar capacidades que superan a las computadoras clásicas. Aquí, hemos propuesto una aplicación para un dispositivo NISQ para imágenes, donde protegemos la información codificada en la luz estelar recibida. Para el tipo de ruido dominante, el desfase, mostramos que se puede obtener una ventaja significativa utilizando incluso un código de repetición simple. Para tipos de ruido (incluso adversarios) que corrompen hasta una cierta fracción de los qubits.
Los investigadores del telescopio encuentran el umbral, 9.4%, para el cual se puede preservar la información cuántica de Fisher. Este umbral es significativamente menos estricto que el requerido para el cálculo cuántico. Para el desfase puro, pueden tolerar tasas de error de hasta el 50 %. Esto significa que los telescopios con corrección de errores cuánticos son más fáciles que las computadoras cuánticas con corrección de errores.
Anticipan que al aprovechar la teoría de la computación cuántica tolerante a fallas, su esquema puede lograr un QFI alto incluso con una operación QEC imperfecta.
Brian Wang es un líder de pensamiento futurista y un popular bloguero de ciencia con 1 millón de lectores al mes. Su blog Nextbigfuture.com ocupa el puesto número 1 en blogs de noticias científicas. Cubre muchas tecnologías y tendencias disruptivas que incluyen espacio, robótica, inteligencia artificial, medicina, biotecnología antienvejecimiento y nanotecnología.
Conocido por identificar tecnologías de vanguardia, actualmente es cofundador de una startup y recaudadora de fondos para empresas de alto potencial en etapa inicial. Es el jefe de investigación de asignaciones para inversiones en tecnología profunda y un inversor ángel en Space Angels.
Orador frecuente en corporaciones, ha sido orador de TEDx, orador de Singularity University e invitado en numerosas entrevistas para radio y podcasts. Está abierto a participar en conferencias públicas y asesoramiento.
