Oxford rompe récord mundial en computación cuántica con cúbit

Precisión sin precedentes: 1 error cada 6.7 millones de operaciones

Un equipo de físicos cuánticos de la Universidad de Oxford ha establecido un nuevo hito global al lograr el control más preciso jamás alcanzado sobre un bit cuántico (cúbit), con una asombrosa tasa de error de solo un fallo por cada 6.7 millones de operaciones lógicas. 

Este avance monumental, que será publicado en la prestigiosa revista Physical Review Letters, representa una mejora diez veces mayor que el anterior récord establecido por el mismo grupo en 2014, destaca Europa Press.

Para dimensionar este logro: las probabilidades de que ocurra un error en estas operaciones cuánticas (1 en 6.7 millones) son más bajas que las de ser alcanzado por un rayo en un año (1 en 1.2 millones). 

El experimento utilizó iones de calcio atrapados en campos electromagnéticos, manipulados mediante un innovador sistema de control por microondas en lugar de los tradicionales láseres.

Tecnología más accesible para la revolución cuántica

El profesor David Lucas, coautor del estudio y pionero en computación cuántica, explicó: "Hemos demostrado que es posible lograr operaciones cuánticas ultraprecisas con tecnología relativamente accesible – microondas en lugar de complejos sistemas láser – y en condiciones ambientales normales, sin necesidad de costosos sistemas de enfriamiento o blindaje magnético".

La estudiante doctoral Molly Smith, autora principal, destacó tres ventajas clave:

1. Reducción drástica de infraestructura necesaria (simplificando el escalamiento)
2. Menor costo operacional (las microondas son más económicas que los láseres)
3. Integración más sencilla en chips para computadoras cuánticas prácticas

Este avance es crucial porque las computadoras cuánticas necesitan realizar billones de operaciones sin errores para cálculos útiles. Cada reducción en la tasa de error permite:

• Necesitar menos cúbits para corrección de errores
• Construir sistemas más compactos y eficientes
• Acelerar el camino hacia la supremacía cuántica práctica

El próximo gran desafío: puertas de dos cúbits

A pesar de este éxito, el equipo advierte que el verdadero reto está en mejorar las operaciones entre múltiples cúbits. Actualmente, las puertas lógicas de dos cúbits tienen tasas de error mucho más altas (~1 error cada 2,000 operaciones), lo que limita su utilidad práctica.

La spin-off universitaria Oxford Ionics, fundada por miembros de este equipo en 2019, ya está trabajando en comercializar esta tecnología. Sus sistemas de trampas de iones con control microondas se perfilan como una de las plataformas más prometedoras para construir las primeras computadoras cuánticas tolerantes a fallos.

Este avance no solo impacta en computación cuántica, sino también en:

• Relojes atómicos de próxima generación
• Sensores cuánticos ultrasensibles
• Comunicaciones cuánticas más robustas

Este récord de precisión marca un punto de inflexión crucial, demostrando que es posible lograr operaciones cuánticas confiables con tecnología escalable y relativamente accesible.