Logran controlar miles de átomos con precisión: ¿más cerca del Q-day? 

Un grupo de investigadores consiguió manipular con precisión «más de 6.100 átomos neutros mediante una matriz de pinzas ópticas».

El experimento publicado el 24 de septiembre en la revista Nature representa un paso significativo hacia la escalabilidad de los sistemas cuánticos, uno de los principales desafíos para el desarrollo de la computación cuántica. 

De acuerdo con el informe, la técnica empleada consistió en atrapar átomos utilizando matrices de luz (conocidas como “pinzas ópticas”) en alrededor de 12.000 posiciones distintas.  

Las pinzas ópticas son haces de luz capaces de atrapar y manipular partículas diminutas, como átomos o moléculas. En el contexto de este estudio, permiten organizar y mover los átomos como si se tratara de piezas de un tablero, creando cúbits que pueden interactuar entre sí. 

Ese tipo de arreglos se ha consolidado en los últimos años como una de las plataformas más prometedoras para la física atómica y la computación cuántica. 

Hasta ahora, conforme a lo dicho en el reporte, los trabajos similares lograban controlar decenas o cientos de cúbits atómicos (un tipo de cúbit), e incluso algunos sistemas con alrededor de mil átomos, aunque sin control coherente.  

En este caso, los investigadores no solo escalaron el número de partículas (6.100 átomos neutros), sino que también alcanzaron métricas consideradas esenciales para la viabilidad de un ordenador cuántico. 

Estas son alguna de esas métricas:  

• El sistema alcanzó un tiempo de coherencia de 12,6 segundos, un récord para cúbits hiperfinos (en inglés llamados hyperfine) en este tipo de arreglo. 

• Se registró una vida útil de atrapamiento de los átomos de aproximadamente 23 minutos a temperatura ambiente. 

• La tasa de supervivencia durante la observación fue de 99,98952%, con una fidelidad de imagen superior al 99,99%. 

Estas cifras reflejan avances tanto en estabilidad como en precisión, dos factores que suelen ser obstáculos técnicos en el camino hacia la computación cuántica práctica. 

Camino hacia la corrección de errores cuánticos 

Uno de los puntos que resaltan los investigadores es que este experimento sentaría bases para la llamada «computación cuántica universal» y, especialmente, para la corrección de errores (QEC).  

Los sistemas actuales de prueba suelen manejar decenas de cúbits, lo que resulta insuficiente para implementar esquemas de corrección que permitan ejecutar algoritmos complejos. 

El estudio plantea además un modelo de computación basado en zonas, que aprovecha la capacidad de transportar cúbits sin perder coherencia.  

En las pruebas, los científicos realizaron operaciones de recogida y liberación de átomos en grandes distancias espaciales, manteniendo la calidad de la información cuántica. 

De acuerdo con los autores, estos resultados, junto con otros avances recientes en el campo, sugieren que disponer de miles o decenas de miles de cúbits físicos podría ser una posibilidad en el corto plazo. 

La visión de un especialista en computación cuántica 

Las observaciones de Leeor Mushin, cofundador de Project Eleven, se suman a la visión de que la computación cuántica está más cerca de consolidarse de lo que parecía hace algunos años.  

«Hace un año, el sentimiento era mucho más bajista, pero ahora ocurrirá más rápido de lo que la mayoría pensaba. No mañana, pero pronto», señaló Mushin. Con sus palabras, alude a un sector que, tras varias «falsas auroras», comienza a mostrar signos concretos de maduración.  

Mushin también destacó una diferencia clave respecto de la inteligencia artificial: en la cuántica no existe un modelo único replicable, sino que las infraestructuras responden a principios físicos distintos y difíciles de trasladar entre compañías.  

«Como inversor, puedes tener razón sobre lo cuántico, pero si eliges cúbits superconductores en lugar de átomos neutros, por ejemplo, puedes perder», explicó.  

Project Eleven es un laboratorio aplicado de desarrolladores y tecnólogos enfocado en la intersección entre la computación cuántica y la criptografía.  Su misión principal es proteger activos digitales, como Bitcoin y criptomonedas, de la potencial amenaza cuántica, que podría ser usada para comprometer su seguridad.