La técnica de almacenamiento cuántico que podría realizarse en red.

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La computadora cuántica podría tener un excelente complemento a su mismo nivel de velocidad. Esta ocasión, en manos de ingenieros de Caltech quienes desarrollaron un enfoque para el sistema de almacenamiento cuántico. Con capacidad de contribuir al allanamiento del camino hacia el desarrollo de redes cuánticas ópticas de gran escala.

El sistema, se basa en espines nucleares. Es decir, el momento angular del núcleo de un átomo que oscila colectivamente en forma de onda de espín. Que a su vez encadena varios átomos para el almacenamiento de información.

El nuevo sistema de almacenamiento

Mediante un artículo publicado en la revista Nature el 16 de febrero, se describe el trabajo de estos ingenieros. Quienes utilizaron un bit cuántico (o qubit) hecho a partir de un ion de iterbio (Yb). Un elemento de tierras raras que también es utilizado en laser.

El grupo de ingenieros estuvo dirigido por Andrei Faraon (BS ’04), un profesor de ingeniería eléctrica y física aplicada. Quien se encargó de incrustar el ion en un cristal transparente de ortovanadato de itrio (YVO4) manipulando sus estados cuánticos mediante una combinación de campos ópticos y microondas. Más tarde, el equipo uso el qubit Yb a fin de controlar los estados de espín nuclear de múltiples átomos de vanado circundante en el cristal.

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El descubrimiento de los ingenieros

Faraon, co-autor del artículo publicado en Natura dice que, partiendo de un trabajo anterior, sabían que los iones de iterbio individuales se postulaban como excelentes candidatos para las redes cuánticas ópticas. Sin embargo, necesitaban vincularlos con átomos adicionales. Logrando su demostración en este estudio.

El dispositivo fue fabricado por el Instituto de Nanociencia Kavli en Caltech, para más tarde probarlo en temperaturas muy bajas dentro del laboratorio de Faraon.

Joonhee Choi, becario postdoctoral en Caltech y co-autor del artículo comparte que para almacenar información cuántica en espines nucleares, desarrollaron nuevas técnicas que resultan muy similares a las utilizadas en máquinas de RMN en los hospitales. Siendo el principal desafío adaptar las técnicas existentes con el fin de trabajar ante la ausencia del campo magnético.

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Las características del almacenamiento en la computadora cuántica

Una destacable característica que presenta este sistema es la colocación predeterminada de átomos de vanadio alrededor del qubit de iterbio, partiendo por lo prescrito por la red cristalina. De forma que, cada qubit contaba con un registro de memoria idéntico. Lo que significa que comparten la misma capacidad de almacenamiento.

Andrei Ruskuc, estudiante graduado y primer autor del artículo dice que, dentro del contexto científico, esto les ha permitido obtener una visión sin precedentes respecto a las interacciones microscópicas entre los qubits de iterbio, así como los átomos de vanado en su entorno.

La investigación, se une a los esfuerzos del laboratorio Faraon en sentar las bases de futuras redes cuánticas. Capaces de conectar computadoras cuánticas mediante un sistema que opere a su mismo nivel en lugar del clásico. Lo que, en un futuro, podría abrir la puerta a varias aplicaciones con el sistema de almacenamiento. Como la capacidad de resolver cálculos demasiado grandes para ser solventados por una sola computadora, o el establecimiento de comunicaciones irrompibles mediante la criptografía cuántica.

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