La computación cuántica en silicio ya supera el 99 por ciento de precisión

enero 23, 2022

Las computadoras cuánticas están aún en su infancia y todavía falta bastante trabajo para conseguir que alcancen su madurez operativa. El principal problema es que los sistemas cuánticos son muy sensibles al «ruido» ambiental y por tanto propensos a errores. Debido a ello, un gran reto es mejorar su precisión y en definitiva la fiabilidad de sus cálculos. Sin embargo, están lográndose grandes avances y, lo que es igual de importante, sin tener que recurrir a sistemas y estructuras de muy alto coste económico. Empleando tecnologías comunes de la industria electrónica basada en el silicio, están consiguiéndose niveles de eficacia y fiabilidad cada vez más elevados.

En una computadora cuántica los equivalentes de los bits que contienen la información binaria aportada por el 0 y el 1 en los ordenadores de hoy, son bits cuánticos o qubits, en los cuales también pueden existir superposiciones de 0 y 1. Un bit puede tener solo uno de esos dos estados posibles en un momento dado. En cambio, un qubit puede tener superpuestos los dos estados al mismo tiempo. Su contenido de información radica en el “peso” respectivo del “0″ y del «1»: por ejemplo, un qubit puede estar en estado «0» en un 20 por ciento y en estado «1» en un 80 por ciento. Es viable cualquier relación que mediante una suma alcance el 100 por cien. Esto significa que es factible almacenar valores muy variados en un solo qubit y, por tanto, ello aumenta de manera espectacular la cantidad de información que puede procesarse en la memoria de una computadora cuántica.

La diferencia entre la computación convencional y la computación cuántica es comparable con necesitar décadas e incluso más tiempo para resolver problemas en el caso de la computación convencional, en vez de tan solo unos minutos en el de la cuántica. Las computadoras cuánticas lograrán realizar trabajos que ni las más potentes supercomputadoras y redes informáticas convencionales pueden llevar a cabo.

El equipo de Andrea Morello, de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia, ha conseguido superar el 99 por ciento de precisión en un sistema de computación cuántica basado en el silicio. Haber demostrado que la computación cuántica sin apenas errores es posible, abre un camino hacia la fabricación de dispositivos cuánticos basados en el silicio y compatibles con la tecnología actual de fabricación de semiconductores.

Morello y sus colegas han obtenido fidelidades de entre un 99,37 por ciento y un 99,95, dependiendo del tipo de operación. Emplearon un sistema de tres qubits compuesto por un electrón y dos átomos de fósforo, introducidos en la estructura de silicio mediante implantación iónica.

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