Los ordenadores cuánticos superconductores están siendo saboteados. Afortunadamente varios científicos chinos han dado con los responsables
Los cúbits superconductores son extremadamente frágiles. Aun así, si nos ceñimos al número de empresas que está trabajando en este tipo de bits cuánticos es razonable llegar a la conclusión de que esta es la tecnología que cuenta con un mayor respaldo y una mayor inversión, por lo que, de alguna manera, es la que va en cabeza. Probablemente esta estrategia es la que nos ayudará a tener más cúbits, pero también es más propensa a cometer errores que los cúbits de trampas de iones, que son una de las alternativas a los superconductores.
Además, estos últimos cúbits se caracterizan por trabajar a una temperatura de unos 20 milikelvin, que son aproximadamente -273 grados Celsius, con el propósito de operar con el mayor grado de aislamiento del entorno posible. IBM es una de las compañías que han apostado por poner a punto ordenadores cuánticos con cúbits superconductores, y planea poner a disposición de sus clientes en 2029 ‘Starling’, su primer ordenador cuántico de gran escala dotado de la capacidad de enmendar sus propios errores. Sin embargo, ha sucedido algo que puede complicar los planes de esta y otras compañías involucradas en el desarrollo de los ordenadores cuánticos.
Y es que un grupo de investigadores de la Academia de Ciencias de la Información Cuántica de Pekín (China) ha descubierto que los rayos cósmicos y la radiación gamma tienen la capacidad de provocar errores en los cúbits superconductores. Este descubrimiento es muy importante porque justifica la necesidad de desarrollar tecnologías que permitan construir ordenadores cuánticos fiables a pesar de la injerencia de los rayos cósmicos y los rayos gamma. Estos científicos han publicado el resultado de su investigación en Nature Communications.
Los rayos cósmicos están poniendo en aprietos a los ordenadores cuánticos
Los investigadores de la Academia de Ciencias de la Información Cuántica de Pekín han llevado a cabo este descubrimiento utilizando un procesador cuántico superconductor de 63 cúbits. No obstante, su idea más ingeniosa les llevó a instalar detectores de muones dentro del sistema de refrigeración del ordenador cuántico. Esta estrategia les permitió darse cuenta de que los rayos gamma y la radiación cósmica estaban induciendo la aparición de errores en los extremadamente frágiles cúbits superconductores, debilitando así su capacidad de mantener la coherencia.
Es evidente que para resolver un problema es imprescindible identificarlo y conocer su origen, por lo que es una buena noticia que estos científicos hayan hecho este descubrimiento. No obstante, antes de concluir este artículo os propongo que repasemos brevemente en qué consisten estas dos formas de radiación. Los rayos cósmicos están constituidos por núcleos atómicos ionizados de alta energía que se desplazan por el espacio a una velocidad muy cercana a la de la luz (que es aproximadamente de 300.000 km/s).
Los rayos cósmicos están constituidos por núcleos atómicos ionizados de alta energía que se desplazan por el espacio a una velocidad muy cercana a la de la luz
Que estén ionizados nos indica que han adquirido carga eléctrica debido a que han sido despojados de sus electrones, pero, curiosamente, estos núcleos atómicos están hechos de la misma materia que nos constituye a nosotros y todo lo que nos rodea. Sin embargo, y aquí llega la primera sorpresa, los núcleos atómicos que constituyen los rayos cósmicos se distribuyen de una manera diferente a la materia que nos da forma a nosotros. El hidrógeno y el helio son mucho más abundantes en nuestro sistema solar que en los rayos cósmicos, mientras que otros elementos más pesados, como el litio, el berilio o el boro, son diez mil veces más abundantes en la radiación cósmica.
Una de las características más importantes de la radiación cósmica es su esencialmente perfecta isotropía. Este parámetro refleja que los rayos llegan de todas direcciones con la misma frecuencia, lo que nos indica que deben coexistir simultáneamente numerosas fuentes capaces de generarlos. Y esto nos invita a plantearnos una pregunta más: de dónde procede la radiación cósmica. Buena parte de los rayos cósmicos que recibimos proceden de fuera de nuestro sistema solar. De otras estrellas. Y viajan a través del espacio con una enorme energía hasta impactar con los átomos presentes en las capas superiores de la atmósfera de nuestro planeta.
Por último, la radiación gamma, que es la más energética y la más penetrante de todas, requiere la emisión de un fotón de alta energía, conocido habitualmente como rayo gamma, por lo que el núcleo atómico mantiene su estructura original. Algunos de estos fotones de alta energía son capaces de atravesar muros de hormigón muy gruesos y planchas de plomo, por lo que esta es la forma de radiación más peligrosa de todas.
Más información | Nature Communications
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