Un ordenador cuántico teje un hilo invisible de orden exprés

Original: "Preparing 100-qubit symmetry-protected topological order on a digital quantum computer"
arXiv:2603.06325 · 2026-03-06 · CC BY 4.0 · 2 min
Cien espines se alinean en dos patrones ocultos diferentes que no se distinguen con mediciones ordinarias.

Una cuerda trenzada a partir de cien hilos cortos puede estar retorcida hacia la derecha o hacia la izquierda. Cada hilo por separado no sabe hacia dónde está torcida toda la cuerda, pero intenta deshacerla y la diferencia se manifiesta de inmediato. Así son aproximadamente los estados que los físicos llaman protegidos por simetría: localmente son indistinguibles, pero globalmente son diferentes.

Un grupo de investigadores tomó una cadena de cien espines — diminutas agujas magnéticas que pueden apuntar hacia arriba o hacia abajo. Los espines se alternaban: enlace fuerte, enlace débil, de nuevo enlace fuerte. Esta cadena puede encontrarse en dos fases ocultas diferentes, y ambas se lograron preparar en el procesador cuántico de IBM con una precisión del 97.9–99.0%.

Para "tejer" el estado deseado, se necesitaron circuitos de solo 18–39 operaciones CNOT de profundidad — es como ensamblar un patrón complejo de cuentas con solo un par de decenas de movimientos.

Para verificar que la fase era realmente la correcta, se utilizaron tres indicadores independientes. El primero es el orden de cuerda no local: si se miden los espines saltando uno a lo largo de hasta veinte nodos, se establece una regularidad estricta, aunque los espines vecinos no la muestran. El segundo es el espectro de entrelazamiento: tiene niveles repetitivos característicos, como un adorno simétrico. El tercero son los modos de borde: en los extremos de la cadena aparecen espines "libres" que están protegidos por la simetría contra las perturbaciones.

Antes, estos estados solo se obtenían en simulaciones por ordenador o en sistemas muy pequeños. Ahora se pueden preparar en hardware cuántico real y, posiblemente, estudiar qué sucede cuando el sistema cambia bruscamente en el tiempo — una tarea imposible para los ordenadores clásicos.

Una cadena de cien espines tiene $2^{100}$ configuraciones posibles — más que átomos en el universo visible, pero el estado deseado se logró fijar con solo unas pocas decenas de operaciones.

Científicos
Erwin SchrödingerHugh Everett IIINiels BohrPascual JordanWerner HeisenbergStephen Hawking
Conceptos
computación cuántica topológica computador cuántico topológico qubits semiconductores código estabilizador qubit lógico tomografía umbral de error protección del entrelazamiento red tensorial cifrado qubit de estado sólido teorema CPT confinamiento geométrico comunicación segura decodificador estado coherente