Magia cuántica: no local y eterna exprés
Una computadora cuántica es como un plato exquisito. Hay recetas para la cocina común, pero los estados cuánticos especiales son ingredientes secretos que convierten el plato en una obra maestra. Uno de ellos es la 'magia'. El término fue introducido por John Preskill en 2018. La magia puede ser local —se puede eliminar cambiando componentes— y no local, que como una salsa impregna todo el plato y conserva el sabor sin importar lo que se haga con las partes.
Los físicos midieron por primera vez esta salsa no local en un chip superconductor. Usaron dos métodos: el primero borró la magia local mediante operaciones complejas, dejando la general; el segundo evaluó la pureza frente al ruido común, algo similar a medir la entropía, es decir, el desorden. Ambos dieron las mismas cifras. Los principales obstáculos son los errores de lectura y el ruido en la puerta, que funciona como una compuerta condicional. Es notable que la magia local se puede borrar durante la operación sin afectar la no local.
Ahora esto permitirá verificar honestamente los procesadores cuánticos sin necesidad de una autocorrección completa de errores. El giro más inesperado: las mismas matemáticas ayudan a descifrar la radiación de los agujeros negros, que fue estudiada por Stephen Hawking. Quizás las claves de la curvatura del espacio-tiempo estén escondidas en la magia no local.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2511.15576
Non-local magic is the non-stabilizerness that no local unitary operation can erase. It captures the joint action of entanglement and magic underlying quantum advantage, and it has never been measured on quantum hardware. Here we report its first experimental demonstration, on a superconducting quantum processing unit, through two independent routes: an optimal local-erasure protocol and a direct, state-agnostic measurement of subsystem purity. The two agree with each other and with theory. Exploiting direct access to the device, we construct a noise model with no free parameters that identifies readout error and a depolarizing controlled-Z channel as the dominant mechanisms, and we show that local and non-local magic can be addressed separately, erasing local magic in situ while preserving the non-local part. Non-local magic provides a hardware benchmark beyond standard gate-fidelity protocols and points toward more reliable pre-fault tolerant devices.The same tools underlie a purity-estimation protocol with exponential speedup and the decoding of Hawking radiation in a black-hole toy model.
Curiosamente, las fórmulas de la magia no local resultaron ser la clave para descifrar la radiación de los agujeros negros; así, objetos lejanos ayudan a construir computadoras en la Tierra.
Extraer información de un agujero negro recuerda a 'Interstellar', donde los datos de la singularidad ayudaron a resolver la gravedad.