Los científicos afirman que lograron un avance masivo en la teletransportación mediante la transmisión de datos entre computadoras cuánticas.
Los investigadores de la Universidad de Oxford teletransportaron con éxito las puertas lógicas, los componentes básicos de un algoritmo informático, entre dos procesadores cuánticos separados por más de seis pies.
Usando partículas de luz (o fotones), los científicos pudieron formar un enlace cuántico compartido entre los dos dispositivos separados.
Esto permitió que dos procesadores trabajaran de forma remota, compartiendo el mismo algoritmo para completar sus tareas informáticas.
El avance puede resolver el ‘problema de escalabilidad’ que ha afectado la construcción de computadoras cuánticas utilizables.
Actualmente, sin embargo, una sola computadora capaz de procesar millones de qubits necesitaría ser de tamaño gigantesco, lo que los hace imposibles de tener para la mayoría de las personas.
Los qubits (o bits cuánticos) reemplazan los bits tradicionales de una computadora estándar.
El nuevo avance cambia todo eso, lo que permite a los científicos mover datos entre una serie de dispositivos más pequeños, en lugar de construir una máquina enorme.
El equipo explica que cualquier dispositivo cuántico lo suficientemente potente como para ser una innovación que cambia el juego en la informática necesitaría poder procesar millones de qubits.
Dougal Main y Beth Nichol trabajan en la computadora cuántica distribuida.
Mientras que los bits tradicionales almacenan y transfieren datos en forma de ceros y otros, los qubits utilizan la física cuántica para existir en ambos estados al mismo tiempo.
Es por eso que los dispositivos cuánticos podrían algún día revolucionar la industria informática, ya que pueden aumentar drásticamente la velocidad de procesamiento de una computadora.
Esta no es la primera vez que los científicos han logrado con éxito la teletransportación cuántica.
Los equipos internacionales anteriores han demostrado cómo la teletransportación podría transferir datos de una ubicación a otra sin mover qubits.
A finales de 2023, los científicos incluso pudieron teletransportarse una imagen usando luz – sin enviar físicamente la imagen en sí.
Sin embargo, el equipo de Oxford dice que esta es la primera instancia de las puertas cuánticas (los componentes de nivel base de los algoritmos) que se teletransportan a largas distancias.
A diferencia de una puerta lógica tradicional, que manipula información de bits regulares que transportan ceros y otros, las puertas cuánticas operan en función de los datos provenientes de qubits.
Las puertas cuánticas permiten a las computadoras cuánticas realizar sus cálculos en paralelo, gracias a la superposición, la capacidad de los qubits para existir como cero o uno simultáneamente.
Esto es lo que hace que la computación cuántica sea tan poderosa para ciertas tareas, como la criptografía, la optimización y la búsqueda de conjuntos de datos grandes.
Dougal Main de Oxford dijo: «Las demostraciones previas de teletransportación cuántica se han centrado en transferir estados cuánticos entre sistemas separados físicamente».
«En nuestro estudio, utilizamos la teletransportación cuántica para crear interacciones entre estos sistemas distantes», continúa el autor del estudio principal.
La teletransportación podría ayudar a resolver el problema de escalar una computadora cuántica en un tamaño que sería práctico de usar.
Actualmente, una computadora cuántica que podría procesar millones de qubits necesitaría ser increíblemente grande, por lo que su teléfono inteligente todavía usa tecnología informática tradicional.
Main agrega que el avance podría sentar las bases para ‘Internet cuántico’, donde los procesadores distantes forman una red ultra segura para la comunicación y el procesamiento de datos que estaría completamente a salvo de la piratería.
«Al adaptar cuidadosamente estas interacciones, podemos realizar puertas cuánticas lógicas, las operaciones fundamentales de la computación cuántica, entre qubits alojados en computadoras cuánticas separadas», explica Main.
«Este avance nos permite» cablear de manera efectiva «procesadores cuánticos distintos en una sola computadora cuántica totalmente conectada».
Después de establecer un enlace entre los dispositivos, el equipo ejecutó un algoritmo de búsqueda de Grover, un conocido algoritmo cuántico utilizado para buscar bases de datos no organizadas mucho más rápido que los métodos estándar.
En esta demostración, la primera de su tipo utilizando este tipo de sistema cuántico, el algoritmo logró una tasa de éxito del 71 por ciento.
Los resultados resaltan el potencial de que los sistemas de computación cuántica funcionen como una entidad única incluso cuando sus componentes están separados físicamente, un requisito para Internet cuántico.
Los científicos en los Estados Unidos también han estado trabajando febrilmente en una forma de hacer realidad Internet cuántico.
En 2024, un equipo de Harvard pudo tener qubits compartir su ‘enredo’ cuántico entre ubicaciones distantes.
El enredo es el fenómeno donde dos partículas, como un par de fotones (partículas de luz), permanecen intrincadamente vinculadas incluso cuando están separadas por grandes distancias.
Esto les permite compartir información sin tener que viajar físicamente.
En 2024, los físicos de la Universidad de Harvard realizaron la primera prueba del mundo real del potencial de Internet cuántico en Boston.
En este estudio, publicado en NaturalezaLos investigadores de Oxford utilizaron dos módulos cuánticos separados, cada uno que contiene qubits de iones atrapados.
Estos qubits se dividieron en dos categorías: qubits de red (que manejan la comunicación) y los qubits de circuito (a cargo de los cálculos de la computadora).
La innovación clave fue vincular los módulos a través de los fotones, lo que creó un estado cuántico compartido entre los dos sistemas.
Utilizando la teletransportación de la puerta cuántica, el equipo pudo ejecutar operaciones de forma remota, asegurando que los dos módulos funcionaran como un solo procesador cuántico.
En pocas palabras, la teletransportación ayudó a unir múltiples dispositivos cuánticos más pequeños para producir la potencia de procesamiento de una computadora mucho más grande.
Es importante destacar que el profesor David Lucas dice que es posible construir una computadora cuántica escalable con tecnología de hoy gracias a la teletransportación.
«Nuestro experimento demuestra que el procesamiento de información cuántica distribuido por la red es factible con la tecnología actual», dijo el investigador principal del proyecto.
«Escalar computadoras cuánticas sigue siendo un desafío técnico formidable que probablemente requerirá nuevas ideas físicas, así como un esfuerzo intensivo de ingeniería en los próximos años».
A pesar de su promesa, el avance de la teletransportación sigue siendo un trabajo en progreso.
El estudio revela que los científicos teletransportaron una puerta cuántica entre dos módulos separados con una tasa de precisión del 86 por ciento.
Si bien esa sigue siendo una tasa impresionante, no alcanza el umbral de fallas requerido para la computación cuántica práctica.
Los científicos deberán mejorar este puntaje a más del 99 por ciento antes de que la tecnología cuántica pueda ser confiable en un entorno del mundo real.
