SAN FRANCISCO. -Científicos de QuEra Computing, la Universidad de Harvard y el MIT lograron un avance que podría cambiar el rumbo de la computación cuántica.
Por primera vez, consiguieron destilar estados mágicos dentro de qubits lógicos, un paso crucial para que las computadoras cuánticas puedan resolver problemas complejos sin errores.
El resultado fue publicado en la revista Nature y representa un paso real hacia máquinas cuánticas funcionales que superen a las clásicas.
¿Qué son los estados mágicos?
Para entender este avance, primero hay que saber que las computadoras cuánticas no funcionan como las que usamos hoy. Mientras las computadoras clásicas usan bits (ceros y unos), las cuánticas usan qubits, que pueden estar en varios estados al mismo tiempo. Esto les permite analizar muchas posibilidades a la vez.
Pero no todos los qubits pueden hacer cálculos avanzados por sí solos. Para lograr una computación cuántica universal —es decir, que pueda resolver cualquier tipo de problema— se necesitan operaciones especiales llamadas no-Clifford, que no pueden ejecutarse de forma directa sin riesgo de errores.
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Ahí entran los llamados estados mágicos: son configuraciones cuánticas que permiten realizar esas operaciones difíciles. Se preparan aparte y luego se “inyectan” en los cálculos. Son como combustible especial que hace posible que la computadora cuántica llegue más lejos.
Estos estados fueron propuestos desde 2004, pero fabricarlos con precisión y sin errores ha sido uno de los grandes retos hasta ahora.
¿Qué lograron los científicos?
El proceso que consiguieron se llama destilación de estados mágicos. Se trata de tomar varios estados “imperfectos” o ruidosos y combinarlos cuidadosamente para obtener uno solo mucho más preciso y confiable.
En este caso, usaron un método llamado “5 a 1”: tomaron cinco versiones defectuosas y las convirtieron en una más pura.
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Lo hicieron usando una computadora cuántica llamada Gemini, basada en átomos neutros, propiedad de QuEra. Esta máquina es capaz de controlar y mover átomos con luz láser, como si fueran piezas de ajedrez en un tablero invisible.
Además, trabajaron con qubits lógicos, una técnica para proteger la información cuántica contra errores. Usaron dos niveles de protección: uno llamado “distancia 3” y otro más complejo, “distancia 5”.
Los resultados fueron notables:
- En el primer caso, lograron pasar de una fidelidad del 95.1% a 99.4%.
- En el segundo, de 92.5% a 98.6%.
- Eso significa una reducción de errores entre 6 y 8 veces, algo que nunca se había conseguido antes en este tipo de sistemas.
¿Por qué importa tanto esto?
Uno de los mayores obstáculos de la computación cuántica es que los qubits son extremadamente frágiles. Pequeñas perturbaciones como calor, luz o vibraciones pueden arruinar los cálculos.
Por eso, los científicos han buscado formas de proteger los qubits y corregir errores al mismo tiempo. Lo que se logró aquí es que, por primera vez, se pudo generar el combustible cuántico (estados mágicos) dentro de un sistema protegido, sin sacarlo de ese entorno seguro.
Es como si pudieras refinar el combustible de un avión sin tener que salir del hangar. Todo dentro de un espacio controlado.
Este avance muestra que es posible crear computadoras cuánticas que no solo funcionen, sino que funcionen bien, sin errores catastróficos.
¿Qué viene ahora?
Este experimento marca un paso clave, pero el camino sigue. El siguiente objetivo es escalar este tipo de procesos a computadoras más grandes, más potentes y con más qubits.
Solo así será posible ejecutar algoritmos que resuelvan tareas imposibles para las computadoras clásicas: desde diseñar nuevos medicamentos hasta mejorar sistemas de inteligencia artificial o proteger información con criptografía cuántica.
Como explican los investigadores, este avance es como transformar petróleo crudo en combustible para un cohete. No basta con tener la materia prima: hay que hacerla usable. Y eso es lo que acaban de lograr.
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