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Científicos de la Universidad de Harvard han logrado un avance trascendental en el campo de la computación cuántica al presentar la primera máquina capaz de operar de forma continua sin necesidad de reiniciarse, un sistema dotado de 3.000 cúbits que ha demostrado funcionar por más de dos horas. Este logro representa un paso significativo hacia la construcción de supercomputadoras que podrían revolucionar la ciencia, la medicina, las finanzas y diversos campos tecnológicos. 🔬
En un artículo publicado en la prestigiosa revista Nature, el equipo liderado por el profesor Mikhail Lukin, codirector de la Iniciativa de Ciencia e Ingeniería Cuántica de Harvard, detalla cómo el dispositivo supera desafíos técnicos fundamentales. "Demostramos el funcionamiento continuo con un sistema de 3.000 cúbits", afirmó Lukin, destacando que "este enfoque funcionará con cantidades mucho mayores". 📈
El Desafío de la "Pérdida de Átomos" y la Solución Innovadora 💡
A diferencia de las computadoras convencionales, que codifican información en bits binarios (ceros o unos), las computadoras cuánticas utilizan cúbits. Estos pueden existir como cero, uno o ambos estados simultáneamente (superposición), y su interconexión mediante el entrelazamiento cuántico permite una potencia de procesamiento que aumenta exponencialmente con cada cúbit. Sin embargo, la creación de grandes sistemas cuánticos ha enfrentado un obstáculo crítico: la "pérdida de átomos", donde los cúbits se escapan y pierden su información codificada, limitando los experimentos a intentos puntuales que requieren reinicios constantes. 🔄
El equipo de Harvard diseñó un sistema innovador para reabastecer cúbits de forma continua y rápida utilizando:
"Cintas transportadoras de red óptica": Ondas láser que movilizan átomos. 📡
"Pinzas ópticas": Rayos láser que capturan átomos individuales y los organizan en matrices. ✨
Este sistema puede recargar hasta 300.000 átomos por segundo. Elias Trapp, coautor del estudio, explicó que esta técnica "resuelve este cuello de botella fundamental de la pérdida de átomos" al insertar nuevos átomos sin comprometer la información existente en el sistema. El dispositivo operó una matriz de más de 3.000 cúbits durante más de dos horas y, teóricamente, podría continuar indefinidamente. ♾️
La implementación de estas técnicas de recarga continua es un avance crítico. Lukin enfatizó que "este nuevo tipo de operación continua del sistema, que implica la capacidad de reemplazar rápidamente los cúbits perdidos, puede ser más importante en la práctica que un número específico de cúbits". Esta optimización de la eficiencia es crucial en el desarrollo tecnológico, reflejando esfuerzos similares a la búsqueda de la autosuficiencia tecnológica de
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Un "Organismo Vivo" Cuántico y el Futuro de la Computación 🌐
Este estudio se suma a una frontera de investigación en rápido desarrollo. A diferencia de un sistema de 6.100 cúbits de Caltech, que solo funcionó por menos de 13 segundos, el logro de Harvard se distingue por la combinación de escala, preservación de la información cuántica y la rapidez del proceso. ⏱️
Además, en otros artículos complementarios publicados en Nature, el equipo de Harvard-MIT demostró:
Una arquitectura para matrices atómicas reconfigurables que simulan imanes cuánticos exóticos, permitiendo modificar la conectividad del procesador durante el proceso de computación. Lukin describió este sistema como si "el sistema se convierte en un organismo vivo". 🧬
Una arquitectura cuántica con nuevos métodos de corrección de errores, esencial para la estabilidad de los cálculos cuánticos. ✅
Con esta investigación, Lukin considera que es posible visualizar computadoras cuánticas capaces de ejecutar miles de millones de operaciones y funcionar durante días. "Hacer realidad este sueño está ahora a nuestro alcance por primera vez", afirmó. ¡Este avance marca un hito fundamental para la computación cuántica, prometiendo una era de innovaciones sin precedentes! 🌟
