Un equipo de físicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) ha logrado un avance significativo en la computación cuántica al conseguir una lectura totalmente óptica de qubits superconductores. Este hallazgo, publicado en la revista Nature Physics, representa un paso adelante en la superación de las limitaciones actuales de esta tecnología.
Los qubits, unidades fundamentales de la información cuántica, son esenciales para el desarrollo de computadoras cuánticas de gran escala. Sin embargo, los qubits superconductores han dependido históricamente de señales eléctricas, lo que ha dificultado su escalabilidad. El nuevo enfoque del equipo dirigido por el profesor Johannes Fink permite que los qubits comprendan el lenguaje de las fibras ópticas, lo que reduce la cantidad de hardware criogénico necesario para medirlos.
Desafíos en la aplicación de la óptica a la computación cuántica
La implementación de la óptica en el hardware cuántico no es sencilla. Los qubits superconductores requieren temperaturas cercanas al cero absoluto para funcionar, lo que plantea retos técnicos significativos. La necesidad de enfriar los circuitos a temperaturas extremadamente bajas implica un uso intensivo de energía y recursos, lo que encarece el proceso de detección y medición de qubits.
Los investigadores han encontrado una solución innovadora: utilizar un transductor electro-óptico para convertir señales ópticas en señales de microondas que los qubits pueden procesar. Esto permite que las señales de luz se envíen a los qubits sin comprometer su superconductividad, facilitando así la conexión directa de los qubits con el mundo exterior.
El avance no solo promete aumentar la cantidad de qubits utilizables, sino que también podría allanar el camino para la creación de redes de computadoras cuánticas interconectadas mediante fibras ópticas a temperatura ambiente. Esto eliminaría la necesidad de refrigeradores de dilución, que limitan el número de qubits que se pueden utilizar debido a sus requisitos de enfriamiento y espacio.
Aunque este desarrollo es monumental, los investigadores advierten que aún queda un largo camino por recorrer. La eficacia del prototipo es limitada, especialmente en términos de la cantidad de potencia óptica necesaria. Sin embargo, el trabajo realizado hasta ahora establece un principio fundamental para el futuro de la computación cuántica óptica.
