Investigadores del Departamento de Física de la La Universidad de Oxford demostraron por primera vez un algoritmo cuántico distribuido entre múltiples procesadores.
El experimento, publicado en la revista. Naturalezalogró conectar dos procesadores cuánticos independientes a través de una interfaz de red fotónica, formando una única computadora cuántica completamente conectada.
El avance aborda el principal desafío de la computación cuántica: la escalabilidad necesaria para aplicaciones prácticas a gran escala.
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De acuerdo con la Universidad de Oxford, una computadora cuántica capaz de transformar sectores industriales requeriría procesar millones de cúbits. Integrar todos esos cúbits en un solo dispositivo implicaría una máquina de tamaño y complejidad extrema.
El enfoque presentado propone, en cambio, interconectar pequeños módulos cuánticos para permitir los cálculos a través de una red, sin un límite teórico en el número de procesadores conectados.
La arquitectura desarrollada se basa en módulos con un reducido número de codos de iones atrapados, que actúan como portadores de información cuántica a escala atómica. Estos módulos se enlazan mediante fibras ópticas y utilizan fotografías para transmitir información, en lugar de señales eléctricas.
Según explicó Dougal Main, director del estudio y miembro del Departamento de Física de Oxford, esta estrategia aporta flexibilidad al sistema, ya que permite actualizar o intercambiar módulos sin interrumpir la arquitectura completa.
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El estudio detallado que los enlaces fotónicos permiten entrelazar cúbits ubicados en módulos separados, lo que hace posible ejecutar lógica cuántica entre procesadores mediante teletransportación cuántica.
Aunque la teletransportación de estados cuánticos ya se había demostrado anteriormentelos autores señalan que esta es la primera vez que se logra la teletransportación de puertas lógicas cuánticas, los componentes básicos de un algoritmo, a través de una red.
En palabras de Main, citadas por la Universidad de Oxford, el experimento no solo transfiere estados cuánticos entre sistemas distantes, sino que crea interacciones controladas entre ellos, lo que permite realizar operaciones lógicas entre cúbits alojados en computadoras cuánticas independientes y, en la práctica, unirlas en una sola máquina completamente conectada.
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Para evaluar el rendimiento del sistema, los investigadores ejecutaron el algoritmo de búsqueda de Grover, conocido por su capacidad para localizar un elemento específico dentro de grandes conjuntos de datos no estructurados de forma más eficiente que los métodos clásicos.
La demostración confirma que un El enfoque distribuido puede ampliar las capacidades de la computación. cuántica más allá de los límites de un solo dispositivo.
El profesor David Lucas, investigador principal del equipo y científico jefe del Centro de Simulación y Computación Cuántica del Reino Unido, también citado por la Universidad de Oxford, afirmó que el experimento demuestra la viabilidad del procesamiento cuántico distribuido con la tecnología actual, aunque subrayó que ampliar la escala seguirá siendo un reto técnico que requerirá nuevos avances en física e ingeniería.
El estudio, titulado Computación cuántica distribuida a través de un enlace de red óptica, fue publicado en Nature. La investigación cuenta con financiación principal de UK Research and Innovation (UKRI), a través del Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) y del Centro de Computación Cuántica y Simulación del Reino Unido, en el marco del Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas.
*Este contenido fue escrito con la asistencia de una inteligencia artificial, basado en información de conocimiento público divulgada a medios de comunicación. Además, contó con la revisión del periodista y un editor.
ALEJANDRA HERNÁNDEZ TORRES
REDACCIÓN ALCANCE DIGITAL
EL TIEMPO
