Investigadores de la Universidad de Surrey propusieron un nuevo diseño de cúbit que podría ofrecer una solución al problema de mantener bajas las tasas de error a medida que crecen los ordenadores cuánticos. El dispositivo Superfluid Helium Oscillator Quantum (SHOQ), presentado en un estudio publicado en npj Quantum Information, utiliza helio-3 superfluido, capaz de fluir sin fricción.
Muchos sistemas cuánticos actuales dependen de circuitos superconductores sensibles al ruido electromagnético y a las cargas eléctricas parásitas. A medida que aumenta el número de cúbits, resulta más difícil controlar este tipo de perturbaciones. Según se señala, el helio superfluido, que no transporta carga eléctrica, podría ofrecer una protección natural frente a algunos tipos de ruido electromagnético.
Según los cálculos de los investigadores, las tasas de error del dispositivo SHOQ podrían ser aproximadamente 100 veces menores que las de los cúbits superconductores tradicionales. La autora principal del estudio, la Dra. Priya Sharma, declaró que los componentes de la idea se habían reunido por primera vez en un dispositivo microfluídico y que se habían determinado los detalles necesarios para que el dispositivo funcionara como cúbit. Como siguiente paso, el equipo planea fabricar un prototipo y poner a prueba sus predicciones.
Se prevé que SHOQ se utilice junto con la tecnología cuántica superconductora, en lugar de sustituir al hardware cuántico actual. De este modo, diferentes tipos de cúbits podrían desempeñar distintas funciones dentro del mismo sistema. A largo plazo, el dispositivo también podría utilizarse como una memoria que almacene información cuántica mientras otro hardware ejecuta los cálculos.
El funcionamiento del dispositivo requiere temperaturas extremadamente bajas; los investigadores señalan que las condiciones necesarias ya se han alcanzado anteriormente en experimentos con helio-3 superfluido. El proyecto se llevó a cabo en colaboración con el profesor Jens Koch, de Northwestern University. El trabajo del prototipo cuenta con el apoyo de la IAA Commercialisation Fellowship concedida a la Dra. Priya Sharma.
Por qué es importante
La importancia de la propuesta radica en que ofrece una alternativa que no constituye una repetición directa del enfoque superconductor existente frente al problema del ruido y el control de errores, que se agrava a medida que aumenta el número de cúbits. El uso de un medio que no transporta carga eléctrica permite considerar SHOQ, más que como un sistema para construir por sí solo un nuevo ordenador, como un componente complementario capaz de asumir funciones específicas en sistemas existentes. En particular, la idea de una memoria que pueda conservar la información cuántica durante los cálculos no limita el ámbito de uso del diseño únicamente a su capacidad de procesamiento. Sin embargo, aún está por determinar si la ventaja en materia de errores calculada se observará en un dispositivo real; esto se esclarecerá con la producción del prototipo y las pruebas que se realizarán a temperaturas extremadamente bajas. El resultado actual no es un rendimiento demostrado en una aplicación real, sino una propuesta de diseño pendiente de ser puesta a prueba.