El trabajo, publicado en la prestigiosa revista científica Nature Partner Journal Quantum Information, viene a ser un aporte a la difícil tarea de diagnosticar el funcionamiento de un computador cuántico minimizando los recursos.
Los computadores cuánticos son sistemas de cómputo que permiten resolver algunos problemas muy importantes de forma más eficiente que un computador clásico. Esto lo hacen por medio de las propiedades cuánticas de los qubits para almacenar la información. Sin embargo, estas propiedades son muy frágiles y requieren, por lo tanto, de nuevos avances tecnológicos para su control.
Actualmente, varios laboratorios y empresas internacionales se encuentran en una carrera por desarrollar un computador cuántico. Los primeros prototipos ya están disponibles para su uso, pero es importante hacer un diagnóstico de estos computadores para corroborar un funcionamiento apropiado y para eso es necesario elaborar técnicas especiales.
“Desarrollamos una herramienta que permite diagnosticar el funcionamiento de un computador cuántico usando la menor cantidad de recursos posibles”, comenta el director del Instituto Milenio de Investigación en Óptica, MIRO, Aldo Delgado, quien junto a Luciano Pereira (estudiante de doctorado del Instituto de Física Fundamental IFF-CSIC, España), y a Leonardo Zambrano (estudiante del Programa de Doctorado en Ciencias Físicas de la Universidad de Concepción), trabajaron en el desarrollo de esta herramienta.
El trabajo titulado “Scalable estimation of pure multi-qubits states” (“Estimación escalable de estados de múltiples qubits”, en español) tuvo una duración de dos años aproximadamente y viene a ser un aporte a la difícil tarea de diagnosticar el funcionamiento de un computador cuántico, ya que esto requiere de una gran cantidad de recursos. “Nosotros logramos reducir los recursos necesarios en una gran medida, pero alcanzando simultáneamente un alto grado de precisión. Además, logramos demostrar que nuestra propuesta funciona por medio de un experimento en un prototipo de computador cuántico”, explica el Dr. Delgado.
El estudio fue publicado en la reconocida revista científica Nature Partner Journal Quantum Information y en el proceso de realización se emplearon cálculos teóricos, simulaciones numéricas en computadores de alto rendimiento y experimentos en los prototipos de computadores cuánticos de IBM en España. “Estos últimos resultaron fundamentales para nuestra investigación y se encuentran a disposición de todos los usuarios interesados por medio de un servicio en la nube”, explica el profesor titular del Departamento de Física de la Universidad de Concepción.
El siguiente paso ahora es lograr generalizar este método de diagnóstico para otros sistemas físicos y otras plataformas de computación cuántica.
Más información en: https://www.nature.com/articles/s41534-022-00565-9