Ahora estamos un paso más cerca de una «Internet cuántica», una red interconectada de computadoras cuánticas, después de que los científicos construyeron por primera vez una red de «memorias cuánticas» a temperatura ambiente.
En sus experimentos, los científicos almacenaron y recuperaron dos qubits fotónicos (qubits hechos de fotones (o partículas de luz)) a nivel cuántico, según su artículo publicado el 15 de enero en la revista Nature. Información cuántica.
El avance es significativo porque la memoria cuántica es una tecnología fundamental que será precursora de una Internet cuántica: la próxima generación de la World Wide Web.
La memoria cuántica es la versión cuántica de la memoria informática binaria. Mientras que en la informática clásica los datos se codifican en estados binarios de 1 o 0, la memoria cuántica almacena datos como un bit cuántico o qubit, que también puede ser una superposición de 1 y 0. Si se observa, la superposición colapsa y el qubit es igual de útil. como un bit convencional.
Se espera que las computadoras cuánticas con millones de qubits sean mucho más poderosas que las supercomputadoras más rápidas de la actualidad, porque los qubits entrelazados (intrínsecamente vinculados en el espacio y el tiempo) pueden realizar muchos más cálculos simultáneamente.
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Como su nombre lo indica, la Internet cuántica es una infraestructura de Internet que se basa en las leyes de mecánica cuántica para transmitir datos entre computadoras cuánticas. Pero necesitamos memoria cuántica para que funcione una red cuántica. Debido a que los qubits adoptan una superposición de 1 y 0, en lugar de cualquier estado binario como en la computación clásica, pueden almacenar y transmitir más información con una densidad mucho mayor que las redes convencionales.
“Conseguir que estas flotas de memorias cuánticas trabajen juntas a nivel cuántico y en un estado de temperatura ambiente es algo esencial para cualquier Internet cuántica a cualquier escala. Hasta donde sabemos, esta hazaña no se ha demostrado antes y esperamos aprovechar esta investigación”, dijo el autor principal. Edén Figueroaprofesor de física y astronomía en la Universidad Stony Brook, en un declaración.
Construyendo una red para la computación cuántica
Redes cuánticas construido En los últimos años han necesitado ser refrigerados al cero absoluto para funcionar, lo que limita su utilidad. Pero los científicos de la Universidad Stony Brook desarrollaron un método para almacenar dos fotones separados y, lo más importante, recuperar con éxito su firma cuántica. Lo lograron a temperatura ambiente almacenando fotones en gas rubidio.
Esto lo hace más viable que experimentos anteriores para diseñar e implementar una Internet cuántica en el futuro. Sin embargo, en este experimento solo pudieron almacenar los fotones durante una fracción de segundo, mientras que almacenar qubits a temperaturas criogénicas normalmente significa que pueden durar. durante más de una hora.
«El verdadero atractivo de esto fue que pudieron tomar dos fotones almacenados de forma independiente, recuperarlos al mismo tiempo e interferirlos». Daniel Oi, dijo a Live Science un profesor de física cuántica en la Universidad de Strathclyde. «Se obtiene lo que se llama una inmersión HOM, o una inmersión Hong-Ou-Mandel, que es una firma cuántica característica que indica que estos dos fotones eran idénticos».
Además de ser más rápidas, las comunicaciones cuánticas son intrínsecamente seguras, mientras que las comunicaciones clásicas pueden interceptarse o manipularse. Esto se debe a que cualquier intento de interceptar y leer información transmitida a través de la red cuántica equivale a observación, lo que colapsaría la superposición de los qubits que se mueven a través del circuito.
Este es un campo de investigación activo y se está llevando a cabo una carrera para desarrollar las tecnologías que nos ayudarán a construir una Internet cuántica. En 2022, investigadores en Suiza almacenaron un solo fotón utilizando un método similar. Ese mismo año, China transmitido señales usando entrelazamiento cuántico entre dos dispositivos de memoria situados a 12,5 kilómetros de distancia.
La siguiente etapa es desarrollar un método para detectar cuándo una señal cuántica está lista para ser recuperada, sin destruir las propiedades de la señal mediante observación directa. Lograr esto allanaría el camino para los repetidores cuánticos, que son dispositivos que pueden ampliar el alcance de una señal cuántica. Este sería un precursor clave de una Internet cuántica a gran escala.
«Uno de los santos griales de las memorias cuánticas es ‘¿Cómo detectas que realmente has almacenado un fotón, sin destruir las propiedades cuánticas de ese fotón, y lo haces de una manera eficiente y confiable?’», dijo Oi. .
Esta nota es parte de la red de Wepolis y fué publicada por Lorena Milanovic el 2024-02-26 17:09:46 en:
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