Las computadoras cuánticas muestran un gran potencial para resolver problemas de optimización y procesamiento de datos que son difíciles de abordar para las computadoras tradicionales. En la actualidad, muchas plataformas prometedoras de computación cuántica se basan en bits cuánticos superconductores. Sin embargo, los procesadores cuánticos superconductores aún enfrentan desafíos significativos en cuanto a escalabilidad y despliegue, como la interferencia entre bits cuánticos debido al hacinamiento de frecuencias y las dificultades para controlar o medir múltiples bits cuánticos simultáneamente.
Para abordar estos problemas, físicos e ingenieros están explorando activamente la vía de la computación cuántica distribuida, es decir, construir sistemas más grandes conectando múltiples procesadores pequeños. El elemento clave de este proceso es establecer puertas de entrelazamiento, que logran la conexión del efecto mecánico cuántico entre dos o más bits cuánticos. Investigadores del Instituto de Ciencias de la Información Cuántica de Beijing y de la Academia de Ciencias de China publicaron recientemente en Physical Review Letters un estudio que reporta su método para crear con éxito una puerta de entrelazamiento de alta fidelidad entre dos procesadores cuánticos superconductores separados por 30 centímetros.
"Este trabajo surgió de una pregunta planteada por el Dr. Yan Fei el año pasado: ¿Podemos implementar una puerta de entrelazamiento de dos bits cuánticos entre dos chips cuánticos remotos?", explicó el profesor Zhang Wengang, coautor del artículo. El equipo de investigación utilizó el efecto de resonancia cruzada, a través de una cavidad de microondas formada por un oscilador armónico lineal y un cable largo de microondas, para implementar una puerta de entrelazamiento de dos bits cuánticos, incluyendo los tipos CNOT y CZ, ampliamente utilizados. El profesor Zhang declaró: "Este trabajo demuestra por primera vez una puerta directa de dos bits cuánticos con tan alta fidelidad entre diferentes chips cuánticos. Su implementación es simple, no requiere bits cuánticos o líneas de control adicionales, y se convertirá en una piedra angular clave para la computación cuántica distribuida".
Esta investigación no solo abre un nuevo camino para la computación cuántica distribuida, sino que también presagia amplias perspectivas futuras en el campo del procesamiento de información cuántica. El profesor Zhang y su equipo planean fabricar chips más grandes que contengan alrededor de 100 bits cuánticos y lograr el entrelazamiento entre ellos, avanzando finalmente hacia el objetivo de la computación cuántica distribuida. Al mismo tiempo, también están explorando tecnologías plug-and-play para reemplazar chips de manera más flexible y mejorar la practicidad del sistema.
