Un simulador cuántico ha revelado un fenómeno de localización estadística que esencialmente “congela” la mayoría de los estados de los qubits, un hallazgo que podría tener implicaciones significativas para el desarrollo de computadoras cuánticas más estables y fiables.
Investigadores de la Universidad de California, Santa Bárbara, y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) realizaron la simulación, que demostró que, en ciertos sistemas cuánticos desordenados, los qubits tienden a permanecer en sus estados iniciales durante períodos de tiempo prolongados. Este comportamiento, conocido como localización estadística, contrasta con la tendencia habitual de los qubits a decoherir, es decir, a perder su información cuántica debido a las interacciones con el entorno.
La investigación, publicada en la revista Physical Review Letters, se centra en el estudio de sistemas de qubits que están sujetos a un desorden aleatorio. Los resultados sugieren que este desorden, en lugar de ser siempre perjudicial para la computación cuántica, puede en realidad ayudar a proteger la información cuántica al suprimir la decoherencia.
Según los investigadores, la localización estadística observada en la simulación se debe a la interferencia entre las diferentes trayectorias cuánticas que pueden tomar los qubits. Esta interferencia crea un patrón de probabilidad que confina a los qubits a regiones específicas del espacio, impidiendo que se propaguen y pierdan su información.
Este descubrimiento podría abrir nuevas vías para el diseño de qubits más robustos y tolerantes a errores, un desafío clave en la construcción de computadoras cuánticas prácticas. Al aprovechar la localización estadística, los ingenieros podrían ser capaces de crear qubits que mantengan su información cuántica durante más tiempo, lo que permitiría realizar cálculos más complejos y precisos.
La simulación se realizó utilizando un sistema de átomos de rubidio atrapados en una red óptica. Los átomos se manipularon utilizando pulsos de láser para crear y controlar los qubits. Los investigadores midieron la evolución de los estados de los qubits a lo largo del tiempo para observar el fenómeno de la localización estadística.
El equipo de investigación planea continuar explorando las propiedades de la localización estadística en diferentes sistemas cuánticos y desarrollar nuevas estrategias para aprovechar este fenómeno en el diseño de computadoras cuánticas.
