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Los investigadores Hao Cheng-Weng y Chih-Sung Chuu, de la Universidad Nacional Tsing Hua, en Taiwán, ha desarrollado el ordenador cuántico más pequeño del mundo, utilizando un solo fotón para resolver problemas complejos. Gracias a la capacidad de un fotón de alta dimensión que codifica información en 32 compartimentos temporales, este revolucionario dispositivo ofrece una nueva forma de abordar la computación cuántica, sin necesidad de grandes sistemas de refrigeración.
Un avance significativo en la computación cuántica
La computación cuántica, que emplea principios de la física para realizar cálculos mucho más rápidos que los ordenadores tradicionales, ha dado un paso importante con el reciente desarrollo de un ordenador cuántico de tamaño compacto. Investigadores de la Universidad Nacional Tsing Hua (NTHU) en Taiwán han demostrado con éxito el uso del «algoritmo de Shor», que resuelve la factorización prima, en su dispositivo de un solo fotón. Este avance es significativo porque permite ejecutar algoritmos complejos de manera más eficiente que los ordenadores convencionales.
El nuevo dispositivo funciona utilizando un único fotón de alta dimensión, que se comporta de manera diferente a los fotones tradicionales. A través de un proceso denominado «codificación en compartimentos temporales», el fotón puede almacenar hasta 32 dimensiones de información en un solo paquete de onda. Esto significa que, en lugar de necesitar múltiples fotones o qubits, el ordenador cuántico de NTHU es lo suficientemente compacto para ser operado sin los estrictos requisitos de temperatura baja o altos consumos de energía que típicamente limitan otros modelos de computadoras cuánticas.
Ventajas y aplicaciones de la computación cuántica basada en fotones
Los fotones se han convertido en una herramienta clave para el avance de la computación cuántica debido a su durabilidad y escalabilidad. A diferencia de los qubits tradicionales, que deben ser enfriados a temperaturas extremadamente bajas, los fotones son mucho más resistentes a las interferencias externas, como vibraciones o campos magnéticos. Esto hace que los ordenadores cuánticos basados en fotones sean una opción atractiva para aplicaciones comerciales, ya que pueden transmitir información a largas distancias sin interferencias significativas..
El equipo de NTHU ha logrado implementar con éxito el algoritmo de Shor utilizando un fotón, lo que resalta el potencial de los estados de alta dimensión en la computación cuántica. Al manipular 32 compartimentos temporales dentro del fotón, los investigadores demostraron que es posible realizar cálculos con alta precisión. Además, este avance sugiere que, con el uso de fotones largos y moduladores electroópticos comerciales, podrían codificarse más de 5,000 modos de compartimento temporal en un solo fotón, ampliando aún más las posibilidades de la computación cuántica de alta dimensión.
Este pequeño y potente ordenador cuántico desarrollado por los investigadores de la Universidad Nacional Tsing Hua marca un hito en el mundo de la tecnología cuántica. Superando barreras significativas, como la necesidad de refrigeración y la complejidad de manejar múltiples qubits, este avance promete revolucionar la computación cuántica comercial.
Con aplicaciones potenciales en campos como la seguridad de datos, la inteligencia artificial y la investigación médica, la computación cuántica basada en fotones se perfila como una solución clave para enfrentar los desafíos del futuro.
Referencia:
- Implementation of Shor’s algorithm with a single photon in 32 dimensions. Link.
Fuente: CerebroDigital.net
