España desarrolla el primer procesador cuántico atómico del mundo. Un equipo de científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO, por sus siglas), dirigido por la investigadora Leticia Tarruell, ha creado el primer procesador cuántico analógico de España para profundizar en las propiedades microscópicas de los materiales y detectar átomos individuales de gases cuánticos de estroncio. Dicha innovación es un microscopio de gases cuánticos, llamado QUIONE en honor a la diosa griega de la nieve, que tiene como objetivo la ejecución de la simulación cuántica.
La singularidad de QUIONE "recae en el hecho de que han logrado llevar el gas de estroncio al régimen cuántico, colocarlo en una red óptica donde los átomos pudieran interactuar por colisiones y luego aplicar las técnicas de imagen de átomos individuales", explica ICFO en un comunicado. De esta manera, "estos tres ingredientes" hacen que el procesador cuántico analógico sea "único" en su especie.
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Qué es QUIONE
QUIONE es un microscopio de gases cuánticos que utiliza procesadores basados en átomos ultrafríos detectados y controlados individualmente para "comprender preguntas abiertas que los ordenadores actuales no pueden responder, como por qué algunos materiales conducen electricidad sin pérdidas incluso a temperaturas relativamente altas".
Por otro lado, es el primer procesador cuántico analógico que capta imágenes de átomos individuales de gases cuánticos de estroncio, además, su gran particularidad es que permitirá comprender el comportamiento y las propiedades de materiales cuánticos complejos y simplificar problemas que exceden la computación clásica.
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Cómo se desarrolló QUIONE
Los investigadores del ICFO detectaron que el estroncio tenía un gran potencial para destacar la simulación cuántica a la hora de construir QUIONE.
Y, para ello, redujeron la temperatura del gas de estroncio utilizando la fuerza de varios rayos láser para mostrar nuevas características como la superposición y el entrelazamiento cuánticos. Posteriormente, con la ayuda de láseres especiales, los investigadores activaron la red óptica para mantener los átomos ordenados en una "huevera" con el objetivo de comprender el complejo comportamiento de determinados materiales –a veces experimentando el efecto túnel para moverse de un lugar a otro–.
Luego, tomaron imágenes con su microscopio y pudieron observar su gas cuántico de estroncio átomo a átomo. No obstante, una vez llegados a este punto, a pesar de que QUIONE ya había sido un éxito, los investigadores quisieron sacarle todavía más partido, por lo tanto, han empezado a desarrollar el procesador híbrido analógico-digital llamado QUIONE II.
Tarruell afirma en el comunicado "es un muy emocionante para la simulación cuántica. Ahora que hemos agregado el estroncio a la lista de microscopios de gases cuánticos disponibles, pronto podremos simular materiales más complejos y exóticos. Entonces se espera que surjan nuevas fases de la materia. Y también esperamos obtener mucha más potencia computacional para utilizar esta maquinaria como ordenadores cuánticos analógicos”.
El equipo en el laboratorio- de izquierda a derecha: Sandra Buob, Antonio Rubio-Abadal, Vasiliy Makhalov, Jonatan Höschele, y Leticia Tarruell.
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