Paso clave hacia la computación cuántica libre de errores

El naciente campo de la computación cuántica ha registrado un hito histórico: Un experimento cuyos resultados han sido presentados recientemente demuestra una estrategia lo bastante fiable hacia la construcción de una computadora cuántica resistente a todo tipo de errores. Es la primera vez que se consigue corregir errores arbitrarios, y realizar computaciones cuánticas robustas y resistentes. El estado cuántico construido es el más complejo e innovador conseguido de modo experimental hasta la fecha. Es genuinamente distinto de los logrados en experimentos anteriores, ya que, entre otras cosas, su complejidad de entrelazamiento cuántico es superior a la de los sistemas construidos previamente.

Este logro tan prometedor es fruto de la colaboración estrecha entre físicos españoles y austríacos. Este equipo, de la Universidad de Innsbruck en Austria y la Universidad Complutense de Madrid en España, ha conseguido codificar un bit cuántico en estados entrelazados de varias partículas y, por primera vez, se ha logrado realizar con éste computaciones sencillas. El registro cuántico de siete componentes podría servir como módulo básico para un ordenador cuántico que pueda corregir todo tipo de errores. Los científicos han dado a conocer sus resultados a través de la revista académica Science.

Los ordenadores son susceptibles a errores. Pequeñas perturbaciones pueden modificar la información y falsear el resultado del cálculo. Por ello, en los ordenadores convencionales se utilizan procedimientos específicos con los cuales continuamente se pueden detectar y corregir errores. Un futuro ordenador cuántico también necesitará una corrección de errores: "Los fenómenos de la física cuántica son muy frágiles y susceptibles a perturbaciones, y los errores se pueden propagar rápidamente y desestabilizar un ordenador", explica Thomas Monz, miembro del grupo de investigación de Rainer Blatt en el Instituto de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck en Austria. Junto con Markus Müller, del Departamento de Física Teórica I de la Universidad Complutense de Madrid en España, así como Miguel Ángel Martín-Delgado, del mismo departamento y universidad, con quien los redactores de NCYT de Amazings hemos estado en contacto con motivo de la presentación de estos resultados experimentales, los físicos de Innsbruck han desarrollado y comprobado en el laboratorio un nuevo método de corrección de errores. "Un bit cuántico no sólo es muy complejo y no puede ser copiado, sino que además los errores en el mundo cuántico son más variados y difíciles de combatir que en los ordenadores de hoy en día", enfatiza Monz. "Para poder detectar y corregir errores en un ordenador cuántico es necesario recurrir a sofisticados códigos cuánticos de corrección de errores." El código usado en el experimento actual fue propuesto y desarrollado por el Grupo de Información y Computación Cuántica (GICC) de Martín-Delgado en Madrid. El código distribuye los bits cuánticos en una red bidimensional en la que éstos pueden interactuar con las partículas vecinas.