Cuatro investigadores del Instituto de Ciencias Físicas y Químicas de Japón (RIKEN) utilizaron dos pequeñas computadoras cuánticas para simular el entrelazamiento de información cuántica, un proceso fundamental en la información cuántica. Este logro demuestra las aplicaciones potenciales de las futuras computadoras cuánticas. Los resultados relacionados se publicaron en la revista Physical Review Research.
Las computadoras cuánticas aún se encuentran en sus primeras etapas de desarrollo, y sus aplicaciones apenas comienzan. Sin embargo, una vez que se conviertan en una tecnología madura, sin duda revolucionarán el campo de la computación.
Una posible aplicación de las computadoras cuánticas es simular el entrelazamiento de la información cuántica, un fenómeno clave relacionado con la propagación de la información en sistemas cuánticos que van desde metales extraños hasta agujeros negros.
Después de codificar información en una parte de un sistema cuántico, esta se diluye con el tiempo a través de varios procesos, difundiéndose finalmente por todo el sistema.
La información original no se pierde, pero reconstruirla se vuelve mucho más difícil, ya que se necesita acceder a todo el sistema. El mejor entrelazador de información cuántica es el agujero negro, considerado el triturador definitivo de información cuántica.
Comprender cómo ocurre el entrelazamiento de información es crucial para resolver problemas fundamentales de la física cuántica.
Kazuhiro Seki, del Centro de Computación Cuántica (RQC) del RIKEN, declaró: «Nos interesa el entrelazamiento de información cuántica porque podemos utilizarlo para realizar cálculos adicionales, como los de la física estadística».
Una forma de estudiar el entrelazamiento de información cuántica es mediante simulaciones, en las que las computadoras cuánticas pueden ayudar, ya que son más adecuadas para este tipo de simulaciones que las computadoras tradicionales.
Ahora, Seki y Seiji Yunoki, también del RQC, junto con dos colegas, utilizaron dos computadoras cuánticas con 20 qubits (el equivalente cuántico de los bits) para simular circuitos de entrelazamiento de información cuántica.
Para realizar la simulación, los investigadores utilizaron a través de la nube computadoras cuánticas de última generación basadas en qubits formados por iones atrapados. Emplearon las computadoras cuánticas para realizar tres simulaciones, que incluyeron la creación de estados de entrelazamiento y su uso para cálculos de mecánica estadística cuántica.
Aunque es posible utilizar potentes computadoras tradicionales para ejecutar estas simulaciones, la complejidad de las mismas se está acercando al punto en el que las computadoras cuánticas se vuelven indispensables para este tipo de cálculos.
«En este estudio solo utilizamos 20 qubits para la simulación», señaló Yunoki. «Si usáramos más de 50 qubits para realizar cálculos similares, podría resultar demasiado difícil de manejar para las computadoras tradicionales».
En febrero de 2025, el RIKEN instaló una computadora cuántica de iones atrapados con 20 qubits. «Esperamos actualizarla en los próximos años para que tenga alrededor de 50 qubits», indicó Yunoki.
