Departamento de Física

Distintos equipos científicos trabajan en todo el mundo para hacer realidad estas máquinas. Y uno de ellos, formado por un grupo de físicos españoles y austríacos, ha conseguido, por primera vez, realizar computaciones cuánticas libres de errores . "Nuestro experimento es un hito histórico", asegura Miguel Ángel Martín−Delgado, investigador del Departamento de Física Teórica I de la Universidad Complutense de Madrid. El estudio aparecerá publicado en los próximos días en la revista Science.

Los ordenadores también cometen errores. Pequeñas perturbaciones pueden modificar la información y falsear el resultado del cálculo. Existen procedimientos específicos que intentan detectarlos y corregirlos. Un futuro ordenador cuántico también necesitará algo parecido, pero con un código mucho más sofisticado porque los errores en el mundo cuántico son mucho más variados y complejos.

"Los fenómenos de la física cuántica son muy frágiles y susceptibles a perturbaciones, y los errores se pueden propagar rápidamente y desestabilizar un ordenador", dice Thomas Monz, miembro del grupo de investigación de Rainer Blatt en el Instituto de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck, donde se ha desarrollado y comprobado en el laboratorio el nuevo método de corrección de errores de sus colegas madrileños.

El código usado en el experimento distribuye los bits cuánticos en una red bidimensional en la que éstos pueden interactuar con las partículas vecinas. En el laboratorio de Innsbruck, los físicos utilizaron una trampa de iones en la que atraparon siete átomos de calcio. Éstos, mediante láseres, se enfrían hasta casi alcanzar el punto cero de temperatura, y pueden ser controlados con alta precisión. Los investigadores almacenan los estados cuánticos frágiles del bit cuántico en los estados entrelazados de estas partículas, "y es justamente el código cuántico de corrección de errores el que proporciona el programa que lo hace robusto", según explican en un comunicado.

Los físicos realizaron la codificación en tres pasos, en cada uno de los cuales aplicaron una secuencia compleja de pulsos de láser para entrelazar grupos de cuatro bits cuánticos vecinos. En el siguiente paso, comprobaron la posibilidad de detectar y corregir los diferentes tipos de errores. No solo lograron detectarlos sino que por primera vez también consiguieron realizar pasos computacionales básicos, e incluso ejecutar secuencias de cómputo más largas, quince cálculos seguidos.

Los físicos españoles y austríacos creen que su trabajo constituye una base prometedora para futuras investigaciones. El experimento "es un paso cualitativo. Ahora hay que intentar que sea aún más potente", dice Martín−Delgado. Al final de este desarrollo podría surgir un ordenador cuántico capaz de ejecutar complejas computaciones sin cometer errores. ¿Para cuándo? "Es difícil decirlo, pero yo diría que alrededor de 2020 se va romper la Ley de Moore (la ley que expresa que cada dos años se duplica el número de transistores en un chip) y los ordenadores entrarán en el mundo atómico", predice.