Un equipo de físicos de la Universidad de Oxford ha logrado la tasa de error más baja para una operación lógica cuántica, solo 0.000015%, o un error en 6.7 millones de operaciones.
Una representación del chip de trampa de iones. Crédito de la imagen: Jochen Wolf y Tom Harty, Universidad de Oxford.
«Hasta donde sabemos, esta es la operación QBIT más precisa jamás registrada en cualquier parte del mundo», dijo el profesor de la Universidad de Oxford, David Lucas.
«Es un paso importante hacia la construcción de computadoras cuánticas prácticas que pueden abordar los problemas del mundo real».
Para realizar cálculos útiles en una computadora cuántica, millones de operaciones deberán ejecutarse con muchos qubits.
Esto significa que si la tasa de error es demasiado alta, el resultado final del cálculo no tendrá sentido.
Aunque la corrección de errores se puede usar para corregir errores, esto tiene el costo de requerir muchos más qubits.
Al reducir el error, el nuevo método reduce el número de qubits requeridos y, en consecuencia, el costo y el tamaño de la computadora cuántica en sí.
«Al reducir drásticamente la posibilidad de error, este trabajo reduce significativamente la infraestructura requerida para la corrección de errores, abriendo el camino para que las futuras computadoras cuánticas sean más pequeñas, más rápidas y más eficientes», dijo la estudiante graduada de la Universidad de Oxford, Molly Smith.
«El control preciso de los qubits también será útil para otras tecnologías cuánticas, como relojes y sensores cuánticos».
Este nivel de precisión sin precedentes se logró utilizando un ion de calcio atrapado como qubit.
Esta es una elección natural para almacenar información cuántica debido a su larga vida útil y su robustez.
A diferencia del enfoque convencional, que utiliza láseres, los investigadores controlaron el estado cuántico de los iones de calcio utilizando señales electrónicas (microondas).
Este método ofrece una mayor estabilidad que el control del láser y también tiene otros beneficios para construir una computadora cuántica práctica.
Por ejemplo, el control electrónico es mucho más barato y más robusto que los láseres, y más fácil de integrar en chips de captura de iones.
Además, el experimento se realizó a temperatura ambiente y sin blindaje magnético, simplificando así los requisitos técnicos para una computadora cuántica de trabajo.
«Si bien este resultado récord marca un hito importante, es parte de un desafío más amplio», dijeron los autores.
«La computación cuántica requiere que las puertas de un solo y dos quits funcionen juntas».
«Actualmente, las puertas de dos quits todavía tienen tasas de error significativamente más altas, alrededor de 1 de cada 2,000 en las mejores demostraciones hasta la fecha, por lo que reducirlas será crucial para construir máquinas cuánticas totalmente tolerantes a fallas».
Su papel fue publicado en línea en la revista Cartas de revisión física.
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MC Smith et al. 2025. Puertas de un solo quits con errores en los 10−7 nivel. Phys. Rev. Letten prensa; doi: 10.1103/42w2-6ccy
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