Átomos en movimiento reducen los errores de las computadoras cuánticas ⚡ экспресс
Se presenta una arquitectura de cúbits lógicos basada en átomos neutros que combina el movimiento de átomos con el entrelazamiento in situ; este enfoque reduce la sobrecarga en comparación con arquitecturas basadas en una zona de interacción. Se realizaron tres experimentos de prueba en un dispositivo de 114 cúbits. Primero, se implementó una variante precompilada no escalable del algoritmo de Shor con corrección de pérdidas y detección de fugas, logrando una reducción de hasta 2 veces en la TVD (distancia de variación total) de los cúbits lógicos respecto a los físicos. Segundo, se construyeron escaleras lógicas de operaciones CX de profundidad constante; en el hardware actual se ejecutan con entrelazamiento secuencial, pero aun así proporcionan una reducción de errores de 2 a 4 veces para 8 y 12 cúbits lógicos. Tercero, se preparó el código [[16,4,4]] y se realizó una decodificación única con posprocesamiento, alcanzando una superioridad de 8 veces en precisión de los cúbits lógicos sobre los físicos. Los resultados demuestran que combinar el movimiento atómico con el entrelazamiento in situ reduce la sobrecarga de manera más eficaz que los enfoques con zona de interacción.
Las computadoras cuánticas sufren de errores causados por la creciente entropía: es como si en un número complejo de baile, los bailarines fueran perdiendo el ritmo. Para que el baile no se arruine, se copia en varios intérpretes, así se obtiene un qubit lógico a partir de físicos. Antes, para interactuar había que apartar los átomos, lo que rompía la coreografía. Ahora los átomos se mueven libremente y se entrelazan sobre la marcha, como parejas en un hábil tango que intercambian posiciones sin detenerse. En un experimento con 114 qubits atómicos, el algoritmo simplificado de Peter Shor produjo la mitad de errores; las cadenas de operaciones mejoraron entre 2 y 4 veces, y un código más complejo [[16,4,4]] logró una ventaja de 8 veces. Este progreso fue posible gracias a la espectroscopía: el arte de controlar átomos con impulsos láser. Curiosamente, como bailarines no se eligió al simple hidrógeno, sino rubidio o estroncio: sus niveles de energía, como pasos de baile, son más convenientes para una danza tan compleja.
🎯 El algoritmo de Shor, inventado en 1994, puede descifrar los códigos modernos, por eso las computadoras cuánticas interesan tanto a los criptógrafos.
🎬 En la película 'Transcendence' una computadora cuántica adquiere conciencia. La corrección de errores mejorada es un paso hacia máquinas realmente potentes, aunque todavía estamos lejos de la inteligencia.