Un experimento cuántico transforma el caos en orden en un sistema de 100 cúbits

Investigadores de la Universidad Rutgers, IBM e instituciones colaboradoras han conducido un sistema cuántico deliberadamente caótico hacia un estado ordenado utilizando hasta 100 cúbits, las unidades básicas de un ordenador cuántico. Demostraron que podían realizar mediciones repetidas y aplicar retroalimentación mientras el procesador seguía funcionando, poniendo a prueba una capacidad importante para lograr máquinas más fiables.

El estudio, publicado en Nature Physics el 9 de octubre, utilizó el procesador Quantum Heron de IBM. El equipo alternó operaciones que mezclaban la información entre cúbits vecinos con mediciones seguidas de reinicializaciones que llevaban determinados cúbits hacia un estado elegido. Los circuitos más grandes combinaron unas 5.000 operaciones que conectaban pares de cúbits con unas 5.000 reinicializaciones.

Cuando predominaba la mezcla de información, el sistema seguía siendo caótico. Una vez que las operaciones de control alcanzaban una frecuencia suficiente, pasaba bruscamente a un estado más ordenado. Esta transición se hizo más clara al probar sistemas más grandes, en consonancia con las predicciones teóricas de los investigadores.

La distinción es importante: todavía no se trataba de una demostración de corrección de errores que protegiera un cálculo. Reinicializar cúbits en un estado seleccionado no es lo mismo que preservar información cuántica útil, que se altera fácilmente por las interferencias y las operaciones imperfectas.

El experimento demostró que el hardware actual puede coordinar miles de operaciones, mediciones y reinicializaciones en un sistema cuántico de tamaño considerable. Combinar esa capacidad de retroalimentación con métodos que protejan la información durante todo un cálculo sigue siendo una tarea para futuras investigaciones.