Dos átomos contra el caos: récord de memoria cuántica exprés
Un bit cuántico común se destruye con la más mínima perturbación: calor, campo magnético. Los físicos hicieron trabajar un par de átomos para que el desorden no borrara la información. Esta se codificaba no en cada átomo, sino en la diferencia de sus estados, como la tensión de una cuerda entre dos boyas. Cualquier ruido mece ambas boyas por igual, así que la distancia entre ellas no cambia. Con ayuda del seguimiento láser preciso, los científicos monitorizaron esa diferencia.
El experimento con iones de iterbio mostró que el par entrelazado retuvo la información cuántica durante 10,5 horas, como una cuerda entre boyas que permanece tensa todo un día de tormenta. Esta estabilidad es comparable a la precisión de los púlsares. Antes, un cúbit individual se degradaba en una hora. En ese tiempo se pueden realizar 36 000 millones de operaciones sin error, más de lo que la mayoría de computadoras cuánticas necesitará. El método amplía los trabajos de David Wineland, pionero de las trampas de iones, y abre camino a sistemas fiables sin protección aparatosa.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.19631
Quantum systems promise to revolutionize information processing science and technology [1-3]. The preservation of quantum coherence, the defining property of qubits, fundamentally constrains the performance of quantum information processing with quantum memories [4]. While trapped atomic ions theoretically support million-year coherence based on spontaneous emission [5-7], experimental demonstrations have reached far less, only about an hour [8-13]. Here we combine clock-state qubits with decoherence-free subspace (DFS) encoding to achieve coherence exceeding ten hours. Using correlation-based phase tracking in 171Yb+ ion pairs sympathetically cooled by 138Ba+ ion, we demonstrate this without magnetic shielding or enhanced microwave phase stabilization that previously limited coherence times. DFS encoding references the qubit phase to the inter-ion energy difference to reject microwave phase noise and common-mode magnetic fluctuations, while clock states provide environmental insensitivity. Throughout measurements extended to 1600 seconds, we observe minimal coherence decay, with exponential fits yielding a coherence time of (3.77 +/- 1.09) x 10^4 seconds. Our results establish DFS encoding as a form of passive error correction that eliminates technical noise constraints, unlocking the million-year coherence potential of atomic ions for scalable quantum information processing.
Si una operación cuántica durara un microsegundo, en 10 horas se podrían realizar 36 000 millones de esas operaciones sin un solo error.
Una memoria tan estable recuerda al núcleo computacional de la novela «El ladrón cuántico», capaz de almacenar una personalidad para siempre.