El ruido ayuda a los ordenadores cuánticos ⚡ экспресс
En la era de los dispositivos cuánticos ruidosos, el ruido suele considerarse un obstáculo, pero algunos procesos pueden aprovecharlo. Apoyándose en la hipótesis de termalización de estados propios (ETH), se demuestra que el ruido acelera la preparación de estados de Gibbs. El efecto se reprodujo en un modelo de cadena de espines 1/2 con un hamiltoniano local: en el caso no integrable, la termalización se acelera ~3,5 veces al añadir ruido (de tipo Haar o de fase), y un sistema integrable, que normalmente no termaliza, alcanza un estado térmico bajo la influencia del ruido. Dado que verificar un estado de Gibbs local en un procesador cuántico es relativamente sencillo, el enfoque propuesto ofrece una solución práctica a un problema importante. Los resultados afirman un nuevo paradigma: el ruido puede usarse deliberadamente para obtener ventajas en las computadoras cuánticas mucho antes de alcanzar la tolerancia a fallos completa.
Para disolver azúcar rápidamente, no hace falta remover con cuidado: basta con agitar el vaso. Un principio similar funciona en los sistemas cuánticos: el ruido, que normalmente se considera una interferencia, acelera la transición al estado térmico. Este es un estado de caos total, donde todo está mezclado al límite de lo posible desde el punto de vista de la entropía, la medida del desorden.
Antes se pensaba que el ruido molestaba. Pero resultó que sin él algunos sistemas no pueden alcanzar el equilibrio en absoluto.
El ruido correctamente dosificado funciona como una sacudida: ayuda al sistema a barajarlo todo más rápido.
Este descubrimiento es importante para la práctica. Los estados térmicos son necesarios para cálculos, por ejemplo, para modelar materiales. Son fáciles de verificar, lo que significa que ya hoy se puede sacar provecho de las máquinas cuánticas imperfectas. Paradójicamente, el ruido que los ingenieros intentan eliminar resultó ser la clave para los primeros cálculos cuánticos útiles.
🎯 En algunos modelos cuánticos sin ruido, el sistema se congela para siempre en el estado inicial: añadir ruido literalmente «enciende» su evolución.