Inicio > Prensa > Las computadoras cuánticas funcionan con más de cero y uno: los números cuánticos abren más poder de cómputo con menos partículas cuánticas
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| La computadora cuántica de Innsbruck almacena información en átomos de calcio individuales atrapados, cada uno de los cuales tiene ocho estados, de los cuales los científicos usaron hasta siete para los cálculos. CRÉDITO Uni Innsbruck/Harald Ritsch |
Resumen:
Todos aprendemos pronto que las computadoras funcionan con ceros y unos, también conocido como información binaria. Este enfoque fue tan exitoso que las computadoras ahora alimentan todo, desde cafeteras hasta automóviles autónomos, y la vida sin ellas es difícil de imaginar.
Las computadoras cuánticas funcionan con más de cero y uno: los dígitos cuánticos abren más poder de cómputo con menos partículas cuánticas
Innsbruck, Austria | Publicado el 22 de julio de 2022
Sobre la base de este éxito, las computadoras cuánticas actuales también están diseñadas para el procesamiento de información binaria. «Sin embargo, los componentes básicos de las computadoras cuánticas son más que ceros y unos», explica Martin Ringbauer, físico experimental de Innsbruck, Austria. «El confinamiento a los sistemas binarios impide que estos dispositivos se den cuenta de su verdadero potencial».
El equipo dirigido por Thomas Monz del Instituto de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck ha logrado ahora desarrollar una computadora cuántica que puede realizar cualquier cálculo con los llamados números cuánticos (qudits) y, por lo tanto, abre más poder de cómputo con menos cuántica. partículas
Los sistemas cuánticos son diferentes.
Aunque almacenar información en ceros y unos no es la forma más eficiente de realizar cálculos, es la forma más fácil. Simple a menudo también significa confiable y robusto contra errores, por lo que la información binaria se ha convertido en el estándar indiscutible para las computadoras clásicas.
En el mundo cuántico, la situación es muy diferente. En la computadora cuántica de Innsbruck, por ejemplo, la información se almacena en átomos de calcio individuales atrapados. Cada uno de estos átomos tiene naturalmente ocho estados diferentes, de los cuales solo dos se usan típicamente para almacenar información. De hecho, casi todas las computadoras cuánticas existentes tienen acceso a más estados cuánticos de los que usan para los cálculos.
Un enfoque natural del hardware y el software
Los físicos de Innsbruck ahora han desarrollado una computadora cuántica que puede usar todo el potencial de estos átomos al calcular con qudits. Al contrario del caso clásico, usar más estados no hace que la computadora sea menos confiable. «Por supuesto, los sistemas cuánticos tienen más de dos estados y hemos demostrado que podemos controlarlos todos igualmente bien», dice Thomas Monz.
Por otro lado, muchas de las tareas que requieren computación cuántica, como problemas de física, química o ciencia de materiales, también se expresan de forma natural en el lenguaje Qudit. Reescribirlos para qubits a menudo puede hacerlos demasiado complicados para las computadoras cuánticas actuales. «Trabajar con más que ceros y unos es muy natural no solo para la computadora cuántica sino también para sus aplicaciones y nos permite desbloquear el verdadero potencial de los sistemas cuánticos», explica Martin Ringbauer.
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Publicación: Un procesador cuántico de iones atrapados Qudit de propósito general. Martin Ringbauer, Michael Meth, Lukas Postler, Roman Stricker, Rainer Blatt, Philipp Schindler, Thomas Monz. Física Natural 2022. DOI:10.1038/s41567-022-01658-0 [arXiv:2109.06903]:
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