Protegiendo un qubit frágil
Físicos de la Universidad de Harvard han descubierto que un flujo constante de ondas sonoras puede proteger un bit cuántico frágil, o qubit, de su propio entorno ruidoso. El método casi triplica el tiempo que el qubit puede retener información.
Los qubits son las unidades básicas de las computadoras cuánticas. Son extremadamente sensibles al calor, la vibración y los campos electromagnéticos dispersos. Cualquier perturbación puede borrar la información que contienen. Proteger los qubits del ruido es uno de los problemas más difíciles en la computación cuántica, y ha limitado el tamaño y la confiabilidad de las máquinas cuánticas durante años.
Cómo ayuda el sonido
El equipo de Harvard usó un flujo continuo de ondas acústicas, en efecto un escudo de sonido, alrededor del qubit. Las ondas sonoras crean una barrera protectora que bloquea el ruido proveniente del entorno. La idea se basa en técnicas utilizadas en ingeniería mecánica para amortiguar vibraciones en instrumentos sensibles.
Los investigadores probaron el enfoque en un espín de vacancia de silicio en diamante, un tipo de qubit utilizado en muchos experimentos cuánticos. Con el escudo de sonido activado, el qubit mantuvo su información durante casi tres veces más que sin él. El equipo describió el trabajo en un artículo publicado este mes.
Un camino hacia redes cuánticas basadas en sonido
El resultado abre una ruta hacia redes cuánticas que usan sonido en lugar de luz para vincular chips. Las ondas sonoras viajan lentamente, lo que puede ser útil para almacenar y procesar información cuántica en un chip. Esto importa para construir procesadores más grandes, donde los qubits deben permanecer coherentes el tiempo suficiente para completar cálculos complejos.
El trabajo también respalda sistemas cuánticos híbridos que combinan diferentes tipos de qubits. Cada tipo de qubit tiene fortalezas y debilidades. La protección basada en sonido podría permitir a los investigadores mezclarlos sin perder estabilidad.
El equipo dice que el enfoque todavía está en la etapa de laboratorio. Se necesita más trabajo para escalarlo a procesadores cuánticos más grandes y probarlo con otros materiales de qubit. Aun así, el hallazgo da a los ingenieros cuánticos una nueva herramienta para un problema que ha frenado el campo durante años.