La computación cuántica, que busca cerrar la brecha existente entre los dispositivos electrónicos tradicionales y el delicado ámbito cuántico, ha sido una área llena de promesas. Sin embargo, en la última década, los avances significativos en la estabilización de procesos clave han sido difíciles de alcanzar.
A pesar de eso, ahora tenemos un progreso emocionante. Investigadores de la Universidad de Maryland han conseguido prolongar la vida útil de los qubits superconductores en un factor de 10. Este logro representa un importante hito en el campo de la computación cuántica y ha sido documentado en un artículo publicado en Physical Review Letters.
Qubits
Los qubits son atractivos en el campo de la informática debido a sus características cuánticas. Su capacidad para enredarse en patrones matemáticos específicos simplifica la tarea de abordar algoritmos complejos, permitiendo resolver problemas intrincados en cuestión de momentos, en contraste con la tecnología tradicional que puede tardar décadas en hacerlo.
No obstante, los qubits tienden a enredarse con todo en su entorno, lo que dificulta evaluar su valiosa información antes de que ocurran interferencias no deseadas.
Para abordar este problema, los investigadores han construido un qubit de fluxonio capaz de almacenar información durante 1,43 milisegundos. Esta breve mejora representa un aumento de diez veces en la duración con respecto a los registros anteriores y un salto significativo en la longevidad de los qubits.
Existen diferentes formas de construir qubits, y cada método tiene sus defensores. El presente estudio se enfoca en los qubits de fluxonio, creados a través de operaciones en uniones críticas en un circuito superconductor.
Importancia
Una de las principales ventajas de utilizar sistemas superconductores para medir los atributos cuánticos de los electrones es su base en los circuitos electrónicos, área en la que ya hemos perfeccionado nuestra experiencia.
Por lo tanto, los qubits de fluxonio se consideran teóricamente superiores para sistemas más grandes y con una mejor tasa de errores, a pesar de su corta duración de coherencia, es decir, el tiempo en el que se pueden registrar los datos.
Esta progresión coloca a los qubits de fluxonio al mismo nivel que los qubits transmon, actualmente utilizados en las computadoras cuánticas de Google e IBM. Incluso en el rango de milisegundos, el tiempo de coherencia está limitado por la absorción del material y podría mejorarse aún más con una fabricación más rigurosa
Los investigadores son optimistas sobre el potencial de lograr más mejoras en la coherencia y la estabilidad. Esto es fundamental para la expansión de los sistemas de computación cuántica.
El estudio
La vida útil prolongada del qubit se logró mediante ajustes estratégicos en la frecuencia operativa y los parámetros del circuito, lo cual aumentó el tiempo de relajación del qubit. Durante esta fase, el qubit cambia entre sus estados potenciales y se registran los datos.
Aunque todavía queda un largo camino por recorrer para preparar los qubits para aplicaciones prácticas, es importante destacar que las temperaturas de funcionamiento ultrabajas siguen siendo necesarias en la mayoría de los casos. Sin embargo, el estudio demuestra que es posible construir procesadores superconductores a gran escala con tiempos de coherencia en el rango de milisegundos. De esta forma se marca el inicio hacia una era de computación cuántica más accesible.