Un nuevo estudio publicado en Physical Review Letters propone un innovador esquema de intercambio espacio-temporal que podría acelerar significativamente las mediciones cuánticas, un aspecto crítico para el desarrollo de tecnologías de computación cuántica. La investigación, liderada por el profesor Christopher Corlett y sus colegas de la Universidad de Bristol, aborda uno de los principales desafíos en la computación cuántica: la fidelidad y rapidez de las mediciones.
A pesar de los avances en este campo, la computación cuántica enfrenta múltiples obstáculos, como las tasas de error, la estabilidad de los qubits y la escalabilidad más allá de unos pocos qubits. Sin embargo, la rapidez y precisión de las mediciones cuánticas son particularmente relevantes. Los autores del estudio plantean que, mediante el uso de qubits auxiliares, es posible reducir drásticamente el tiempo de medición sin sacrificar la calidad de los resultados.
El desafío de la medición cuántica
La medición en mecánica cuántica es uno de los procesos más fundamentales y, al mismo tiempo, uno de los más complejos. Para determinar si un qubit se encuentra en uno de sus dos estados naturales, 0 o 1, es necesario realizar mediciones que, tradicionalmente, requieren un tiempo prolongado para ser precisas. Este enfoque, aunque efectivo, introduce retrasos significativos y puede generar ruido y decoherencia acumulada durante la medición.
Corlett utiliza una analogía para ilustrar este desafío. Imaginemos que se presentan dos vasos de agua, uno con 100 ml y otro con 90 ml. Si solo se observa la imagen durante un segundo, puede resultar complicado determinar cuál vaso contiene más agua. Sin embargo, al aumentar el tiempo de observación a dos segundos, la respuesta se vuelve más clara. Este principio se aplica a las mediciones cuánticas: prolongar el tiempo de medición aumenta la precisión.
Los investigadores propusieron el uso de un qubit auxiliar para amplificar la información que se puede obtener en un tiempo determinado. Este enfoque permite aumentar la «volumen» de la información recolectada, mejorando la confianza en los resultados. La metodología se basa en medir simultáneamente varios qubits, lo que permite reducir el tiempo de respuesta manteniendo o mejorando la calidad de la medición.
En su estudio, los autores demostraron que este esquema es robusto frente al ruido, lo que lo hace útil para aplicaciones en el mundo real, donde la interferencia es inevitable. Su objetivo es implementar experimentalmente este método y adaptarlo a sistemas específicos como los qubits superconductores.
