Un nuevo hito en la computación cuántica: Un procesador se transforma en un cristal de tiempo
En un avance que podría revolucionar el futuro de la computación cuántica, un equipo de físicos ha logrado transformar un procesador cuántico en un estado de materia que desafía las leyes tradicionales de la física: un cristal de tiempo.
Los cristales de tiempo son grupos de partículas que exhiben patrones repetitivos no solo en el espacio, como los cristales ordinarios como el diamante o el cuarzo, sino también en el tiempo. Imagina un péndulo que se balancea periódicamente: esa es la esencia de un cristal de tiempo. Lo que lo hace único es su capacidad para oscilar en su estado de menor energía sin necesidad de una fuerza externa que lo impulse.
Esta idea, propuesta por el renombrado físico Frank Wilczek en 2012, inicialmente generó escepticismo. Sin embargo, desde entonces se han demostrado experimentalmente diversos sistemas con comportamientos similares a los de los cristales de tiempo, convirtiéndose en una herramienta prometedora para medir y dar forma al mundo.
La computación cuántica: un campo en expansión
La computación cuántica tiene el potencial de ampliar enormemente la gama de algoritmos que pueden ejecutarse rápidamente y de manera práctica. Esto podría acelerar significativamente investigaciones en diversos campos, desde la física de partículas hasta la farmacología y la meteorología.
Si bien se han logrado avances monumentales en el desarrollo de la tecnología cuántica, a medida que aumenta su escala, los errores se convierten en un obstáculo importante.
Los cristales de tiempo como una posible solución
Los cristales de tiempo se han propuesto como una forma de reducir los errores cuánticos. En particular, un tipo de cristal de tiempo llamado topológico ofrece ventajas sobre otros tipos. Mientras que las oscilaciones aisladas pueden exhibir características de cristal de tiempo dentro de una zona específica de partículas que se repiten en el espacio, un cristal de tiempo topológico muestra el balanceo del péndulo como una característica general de un sistema más amplio gracias al fenómeno cuántico llamado entanglement.
Esta propagación generalizada de la actividad oscilatoria es menos susceptible a interferencias locales, lo que permite mantener el balanceo del péndulo en perfecto movimiento incluso cuando áreas aisladas dentro del sistema se desvían de su alineación.
Un paso crucial hacia una computación cuántica más estable
En un experimento pionero, un equipo de investigadores logró programar una forma altamente estable de computación cuántica superconductora para exhibir el comportamiento de un cristal de tiempo topológico. El sistema pudo manejar un nivel razonable de ruido ambiental simulado mientras se mantenía relativamente estable.
Este estudio, publicado en Nature Communications, abre nuevas puertas para la exploración de sistemas no equilibrados representados por los cristales de tiempo utilizando circuitos superconductores similares.
Si bien este trabajo es solo una prueba de concepto, el inusual «tictac» de los cristales de tiempo podría tener un lugar importante en el futuro de la tecnología.
