Un computador cuántico creado dentro de un diamante es el primero de su tipo en incluir la protección contra la “decoherencia” – el ruido que le impide funcionar correctamente.
Un nuevo experimento de la Universidad del Sur de California (USC) podría haber resuelto uno de los problemas más difíciles en la computación cuántica, y lo hizo mediante la construcción de un equipo dentro de un diamante.
Este nuevo computador demuestra la viabilidad de computadores cuánticos de estado sólido para disminuir la decoherencia. En pocas palabras, la decoherencia es una pérdida de información observable, que es la última cosa que se quiere en un computador. Las computadoras digitales son increíblemente coherentes – si se intenta sumar 1 y 1, siempre saldrá 2 – pero debido a la decoherencia, una computadora cuántica podría devolver casi cualquier resultado. En los anteriores sistemas en base de líquidos y gases, los investigadores a menudo tuvieron que tratar con la decoherencia como una consecuencia del uso de partículas pequeñas y eficientes.
El computador de diamante desarrollado en EEUU hace uso de las impurezas en la estructura cristalina para compensar sus dos bits cuánticos o qubits. La CPU que se ha utilizado siempre tienen transistores que pueden representar los datos como un 1 o un 0. Un qubit puede representar un 1 y un 0 al mismo tiempo. Esto es gracias a la propiedad de superposición cuántica, y es la propiedad que algún día podría hacer que las computadoras cuánticas sean increíblemente rápidas.
Así que dentro de la computadora – construida por investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, Universidad Estatal de Iowa y la Universidad de California en Santa Bárbara – un núcleo de nitrógeno rebelde se convirtió en el primer qubit, y un electrón en otro defecto se convirtió en el segundo qubit. Para ser precisos, el giro de estas partículas sub-atómicas se utilizó como qubit. Los electrones son más pequeños y más rápidos en el cómputo que los núcleos, pero el problema con ellos es que son más vulnerables a la decoherencia. Un núcleo es grande y estable, pero más lento.
Como resultado, este computador dentro de un diamante puede buscar a través de una base de datos no ordenada más rápido que otro equipo, ya que mediante el uso de las propiedades de superposición, esencialmente, puede consultar todas las entradas en la base de datos a la vez, y devolver el archivo deseado en su primer intento.
La computadora de diamante tomó la decisión correcta en su primer intento el 95 por ciento de las veces, lo cual es suficiente para demostrar que funciona de una manera cuántica, bajo el “algoritmo de Grover” – nombrado por Lov Grover, que lo inventó en 1996.
