Científicos construyen la primera memoria cuántica que cabe en un chip

^{Memoria cuántica óptica. /Caltech}

Se han hecho avances en la computación cuántica en los últimos años. Y ya se han construído los primeros dispositivos de memoria cuántica, pero siempre han sido demasiado grandes para ponerse en un chip, un requisito indispensable para las aplicaciones prácticas. Ahora, investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech, EE.UU.) y la Universidad de Verona (Italia) han construido un dispositivo de memoria cuántica aproximadamente 1.000 veces más pequeño que los aparatos similares actuales, tan minúsculo que puede, por fin, ser instalado en un chip.

Esta memoria cuántica óptica es un dispositivo que toma un fotón y lo codifica con datos. Según datos de la investigación, publicada en Science, este dispositivo tiene un área de aproximadamente 10 por 0,7 micrómetros y una forma extraña, como una barra de caramelo Toblerone (larga y delgada con una forma triangular con muescas), con espejos en cada extremo, que contiene en su interior tierras raras neodimio, dentro de un cristal de ortovanadato de itrio, materiales que posibilitan su pequeño tamaño. Esta estructura contiene, a su vez,una cavidad de cristal que atrapa fotones individuales que codifican información de datos (cero, uno o ambos).

A diferencia de los bits de los datos informáticos que vienen solo en ceros y unos, los bits cuánticos también pueden existir simultáneamente con los dos valores: es decir, un mismo bit puede ser a su vez un cero y un uno, lo que favorece su codificación. Los fotones son la unidad básica de las partículas de las fuerzas electromagnéticas como la luz o la electricidad, y tienen la ventaja de poder permanecer estables durante largas distancias de tiempo y espacio. Además, la propiedad que codifica la información, la polarización, no es muy difícil de manipular y trabajar en torno a ella. Pero para trabajar con fotones se debe hacer a escalas muy pequeñas. El nuevo dispositivo usa un fotón de luz para codificar un bit de información, en lo que se conoce como memoria cuántica.

Esta memoria es el primer dispositivo de memoria de su clase que podría encajar en un chip junto con instrumentos de nano-tamaño para detectar y enviar señales escritas en bits cuánticos. Y la nueva tecnología no solo ha conseguido tener el tamaño adecuado para su aplicación práctica, sino que también es capaz de recuperar datos bajo demanda. Los investigadores están avanzando hacia la meta de las comunicaciones cuánticas: la transmisión de información cuántica a grandes distancias.

Por su parte, a principios de este año, la compañía canadiense D-wave anunció el inicio de ventas de su nueva computadora cuántica y reveló el nombre del primer comprador de su sistema. El primer D-Wave 2000Q (de 2000 qubits o bits cuánticos) fue adquirido por la empresa Temporal Defense Systems Inc. especializada en seguridad cibernética. El dispositivo amplía la gama de computadoras de la empresa de este tipo. Entre sus posibles aplicaciones se anuncia una variedad de problemas de optimización, ciberseguridad y aprendizaje automático.

Beatriz de Vera
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