Según los científicos, los qudits (no qubits) son la clave para facilitar la funcionalidad y creación de la computación cuántica
Los ordenadores de alto rendimiento y los ordenadores con procesadores cuánticos pueden prometer un gran salto adelante en el rendimiento y la eficiencia, pero esto no será todavía una realidad hasta que descubramos una forma práctica de construirlos. Unos científicos rusos acaban de anunciar un avance importante en el desarrollo de esta área de la informática.
La construcción de ordenadores cuánticos es complicada puesto que los qubits con los que están hechos tienden a ser altamente inestables. Los qubits son la contrapartida cuántica de los bits utilizados en la informática tradicional. Mientras que los bits habituales representan los datos como 0 ó 1, los qubits se distinguen por lo que se conoce como la superposición, es decir, la capacidad de ser 0 y 1 a la vez.
La superposición es el core del emocionante potencial de la computación cuántica, pero también supone un gran reto. Mientras que los cálculos requieren que los qubits no sólo mantengan su estado, sino que también interactúen entre sí, éstos, creados a partir de iones o electrones, hasta ahora sólo han sido capaces de mantener el estado cuántico en un tiempo demasiado corto. En un sistema con docenas o cientos de qubits, el problema se vuelve aún más complicado.
Ahí es donde los físicos del Instituto de Moscú de Física y Tecnología y del Centro Cuántico Ruso proponen un nuevo enfoque. En lugar de intentar mantener la estabilidad de un sistema de qubit grande, buscan aumentar la capacidad de las unidades que hacen los cálculos. Para ello, se centraron en el desarrollo de "qudits", una alternativa al qubit.
Los Qudits son objetos cuánticos para los que el número de estados posibles es mayor que dos. También se incluyen los ‘qutrits’ que tienen tres estados posibles, y ‘ququarts’ que cuentan con cuatro. Debido a esos estados potenciales adicionales, se necesitan menos qudits que qubits para desempeñar el mismo volumen de trabajo.
"Un qudit con cuatro o cinco niveles es capaz de funcionar como un sistema de dos qubits ordinarios. Y ocho niveles son suficientes para imitar un sistema de tres qubits", explicó Aleksey Fedorov, investigador del Centro Ruso de Quantum.
Los resultados de los investigadores fueron publicados recientemente en una serie de artículos en la revista Physical Review A, Física Las letras A, y Medidas de Quantum Quantum y Metrología.
Fedorov y sus compañeros demostraron que en un qudit con cinco niveles, creado usando un átomo artificial, es posible realizar todos los cálculos cuánticos necesarios. "Estamos una etapa muy importante de la tecnología cuántica porque en ciertas implementaciones físicas es más fácil controlar qudits de múltiples niveles que un sistema con el correspondiente número de qubits", dice el científico, "esto significa que estamos un paso más cerca de crear un verdadero y funcional ordenador cuántico”.
