Investigadores de la Universidad de Paderborn en Alemania han logrado establecer la computadora fotónica basada en muestreo más grande de Europa. Bautizada como Paderborn Quantum Sampler (PaQS), esta computadora cuántica ha sido construida como parte de una iniciativa del Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF), en asociación con empresas privadas.
Consideradas como la próxima frontera de la computación, las computadoras cuánticas ofrecen la oportunidad de realizar cálculos complejos en una fracción del tiempo que tomarían las supercomputadoras de silicio más rápidas del mundo. Esto podría ayudar a resolver problemas complejos del mundo real, desde el descubrimiento de fármacos hasta la fabricación, logística y finanzas.
Las computadoras cuánticas logran esto utilizando propiedades de efectos mecánico-cuánticos como el entrelazamiento y la superposición cuántica. Sin embargo, estos enfoques son muy sensibles y pueden acumular errores rápidamente. Investigadores de todo el mundo experimentan con diferentes plataformas para reducir las imperfecciones en los sistemas cuánticos. Una de estas alternativas son las computadoras cuánticas fotónicas.
El enfoque alemán
Como su nombre sugiere, las computadoras cuánticas fotónicas usan fotones o partículas de luz para realizar cálculos. Esta tecnología ha avanzado rápidamente en los últimos años, ya que las computadoras cuánticas basadas en fotones pueden operar a temperatura ambiente, lo que facilita su manejo.
Sin embargo, este sistema también tiene una desventaja. Como ocurre con otros sistemas basados en luz, es propenso a pérdidas ópticas. Los investigadores de la Universidad de Paderborn utilizaron su experiencia en sistemas fotónicos para construir una computadora cuántica que no sufra por estas pérdidas.
Para ello, el equipo de investigación construyó la máquina de muestreo de bosones gaussianos más grande de Europa, con el PaQS, para identificar en qué puntos los fotones abandonan la red cuántica y encontrar formas de solucionar este problema.
¿Qué es el muestreo de bosones gaussianos?
Anteriormente, los investigadores habían utilizado el muestreo de bosones gaussianos como modelo de computación fotónica para construir computadoras cuánticas. Sin embargo, en esta ocasión, el equipo adoptó un enfoque innovador, con un enfoque en la integración del sistema y la capacidad de programación.
Al explicar su enfoque en un comunicado de prensa, Christine Silberhorn, física del Instituto de Sistemas Cuánticos Fotónicos en la Universidad de Paderborn, comentó que el equipo usó un interferómetro programable en sus experimentos para integrar cualquier configuración deseada.
“Con este enfoque, las partículas de luz se distribuyen y dirigen dentro de una red de cables de fibra óptica, algo así como una red de interruptores en una estación de clasificación. Al final de la red, se mide la ubicación donde emergen los fotones”, explicó Silberhorn.
La ventaja de la programación total permitirá a los investigadores utilizar el sistema para aplicaciones de computación cuántica que puedan desarrollarse en el futuro. “Esto puede, por ejemplo, ser relevante para resolver problemas de plegamiento de proteínas o para calcular ciertos estados moleculares como parte de la investigación farmacéutica”, añadió Silberhorn.
El equipo de investigación aplicó su experiencia en fenómenos de mecánica cuántica como el "squeezing" y el entrelazamiento de fotones, que permiten manipular y aprovechar propiedades cuánticas.
Aun así, desarrollar el PaQS requirió el diseño de múltiples componentes nuevos. Esto se logró en colaboración con Menlo Systems, Fraunhofer IOF Jena y Swabian Instruments, y fue coordinado por Q.ANT, una empresa alemana especializada en tecnologías cuánticas industriales.
Pronto, esta colaboración instalará una computadora cuántica basada en muestreo que también estará accesible a través de la nube.
Vía | Germany's first photonic quantum computer is now operational (interestingengineering.com)
https://tecnologiaconjuancho.com/paqs-la-supercomputadora-cuantica-de-alemania-que-promete-soluciones-rapidas-y-avanzadas/
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