Un chip óptico mil veces más pequeño que un cabello humano allana el camino para la computación cuántica escalable

Controlar con precisión extrema la luz láser es una necesidad en los sistemas de computación cuántica más prometedores, como los que usan átomos atrapados. Hasta ahora, hacerlo requería equipos voluminosos y costosos, muy lejos de poder integrarse en chips compactos. Sin embargo, un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Colorado en Boulder, en colaboración con Sandia National Laboratories, ha logrado desarrollar un modulador óptico de fase tan pequeño que es casi 100 veces más delgado que un cabello humano. Y no sólo destaca por su tamaño: también puede fabricarse en masa usando tecnología de semiconductores convencional.

Este dispositivo tiene la capacidad de modificar con precisión la frecuencia de los láseres, algo fundamental para interactuar con los qubits basados en átomos o iones. Cada uno de estos qubits necesita un láser con una frecuencia extremadamente precisa, a menudo ajustada con tolerancias de milmillonésimas de porcentaje. Generar esas frecuencias con exactitud y eficiencia es uno de los mayores desafíos para escalar la computación cuántica, y este nuevo chip representa un avance decisivo en esa dirección. Continúa leyendo «Un chip óptico mil veces más pequeño que un cabello humano allana el camino para la computación cuántica escalable»

Un atajo cuántico al alcance de un portátil: así funciona la nueva versión de TWA

Simular sistemas cuánticos siempre ha sido una tarea monumental. La enorme complejidad de sus ecuaciones y la naturaleza incierta de las partículas subatómicas hacen que cualquier intento de predicción requiera enormes cantidades de recursos computacionales. Por eso, hasta ahora, era común que este tipo de cálculos se delegaran a superordenadores o plataformas avanzadas de inteligencia artificial.

Pero un grupo de físicos ha conseguido transformar un viejo método conocido como aproximación de Wigner truncada (TWA, por sus siglas en inglés), en una herramienta mucho más accesible y lista para usarse en ordenadores comunes. La investigación, publicada en la revista PRX Quantum, plantea un giro práctico a esta técnica semiclasica desarrollada originalmente en los años 70. Continúa leyendo «Un atajo cuántico al alcance de un portátil: así funciona la nueva versión de TWA»

Un atajo cuántico que cabe en tu portátil: cómo la física semiclasica está democratizando las simulaciones complejas

Durante décadas, la simulación de sistemas cuánticos ha sido una tarea reservada a superordenadores o a sofisticadas redes de inteligencia artificial. El motivo es simple: los sistemas cuánticos, con sus partículas enredadas y comportamientos impredecibles, exigen cálculos tan complejos que incluso los ordenadores más potentes luchan por seguir el ritmo. Pero un equipo de físicos ha logrado darle una nueva vida a una técnica clásica, creando una herramienta que funciona en un portátil común y permite simular dinámicas cuánticas reales en cuestión de horas. Continúa leyendo «Un atajo cuántico que cabe en tu portátil: cómo la física semiclasica está democratizando las simulaciones complejas»

Un nuevo dispositivo cuántico a temperatura ambiente allana el camino hacia la computación del futuro

Durante décadas, uno de los mayores obstáculos para avanzar en la computación cuántica ha sido el requerimiento de temperaturas extremadamente bajas para mantener estables los estados cuánticos. Sin estas condiciones, los qubits, las unidades básicas de información cuántica, pierden su coherencia con rapidez, volviéndose inservibles para procesar o transmitir datos. En otras palabras, mantener en pie la magia cuántica exigía entornos más fríos que el espacio interestelar. Pero un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford ha presentado un dispositivo óptico a nanoescala que funciona a temperatura ambiente y consigue entrelazar luz y electrones, sin necesidad de superenfriamiento. Continúa leyendo «Un nuevo dispositivo cuántico a temperatura ambiente allana el camino hacia la computación del futuro»

Electrones inmóviles y materiales cuánticos: la inesperada quietud en estructuras desalineadas

En el mundo de la física cuántica, donde las reglas desafían al sentido común, un grupo de investigadores de la Universidad de Cornell ha encontrado que, contra todo pronóstico, los electrones pueden preferir quedarse quietos. En materiales cuánticos formados por capas cristalinas que no encajan perfectamente entre sí —conocidos como materiales incommensurables o «misfits»—, se ha descubierto que los electrones no saltan de una capa a otra como antes se creía, sino que tienden a mantenerse en su «hogar».

Para entender esta situación, basta imaginar una torre construida con bloques tipo LEGO. Pero en lugar de tener piezas del mismo tipo, se combinan bloques con rejillas cuadradas con otros de rejilla hexagonal. Esta combinación irregular impide que las capas se alineen perfectamente, generando un desajuste que, durante años, se interpretó como una posible causa para que los electrones cambiaran de capa. Sin embargo, el nuevo estudio demuestra que este salto entre niveles no ocurre en la magnitud esperada. Continúa leyendo «Electrones inmóviles y materiales cuánticos: la inesperada quietud en estructuras desalineadas»

Una lupa sobre la cuántica: descubren cómo saber si un ordenador cuántico está equivocado

Los ordenadores cuánticos prometen resolver cálculos que, para las máquinas tradicionales, serían imposibles de procesar en tiempos razonables. Sus aplicaciones abarcan desde la investigación de nuevos medicamentos hasta la seguridad digital o la inteligencia artificial. Pero hay una pregunta que sigue incomodando a la comunidad científica: si estos dispositivos ofrecen soluciones a problemas que ni el superordenador más potente puede verificar, ¿cómo sabemos que sus respuestas son correctas?

Esta paradoja ha sido enfrentada por un equipo de investigadores de la Swinburne University of Technology, que propone una nueva forma de validación para comprobar los resultados generados por ciertos ordenadores cuánticos, sin necesidad de esperar a que un sistema clásico los confirme durante miles de años. Continúa leyendo «Una lupa sobre la cuántica: descubren cómo saber si un ordenador cuántico está equivocado»

Google Quantum AI demuestra tres nuevas implementaciones del código de superficie cuántico

La computación cuántica, que durante años ha sido considerada una promesa futurista, empieza a consolidarse con desarrollos técnicos concretos. Uno de los más recientes avances proviene del equipo de Google Quantum AI, que ha conseguido demostrar tres implementaciones distintas de uno de los sistemas de corrección de errores más relevantes en este campo: el código de superficie cuántico.

La relevancia de este logro no radica solo en la validación de un concepto teórico, sino en su ejecución exitosa sobre circuitos reales. Esto allana el camino hacia ordenadores cuánticos más fiables, capaces de mantener la coherencia de la información frente a los errores generados por el ruido ambiental. Continúa leyendo «Google Quantum AI demuestra tres nuevas implementaciones del código de superficie cuántico»

Avances en la producción de antimateria: el nuevo salto del experimento ALPHA en el CERN

En el corazón del CERN, el experimento ALPHA ha logrado un hito inesperado: multiplicar por ocho la producción de átomos de antihidrogeno, una forma de antimateria fundamental para entender el universo. Gracias a una nueva técnica de enfriamiento de positrones, los científicos han conseguido generar más de 15.000 átomos de antihidrogeno en solo unas horas. Lo que antes tomaba semanas, ahora puede realizarse durante una noche de trabajo. Continúa leyendo «Avances en la producción de antimateria: el nuevo salto del experimento ALPHA en el CERN»

Un nuevo horizonte para la luz cuántica: topología y terahercios en armonía

La generación de armónicos de orden superior (HHG) es un fenómeno cuántico que permite transformar luz en frecuencias mucho más altas que las originales. Se trata de un proceso fundamental para acceder a regiones del espectro electromagnético que suelen estar fuera de nuestro alcance tecnológico habitual. Uno de los mayores desafíos ha sido precisamente generar luz en el rango de los terahercios (THz) mediante HHG, ya que la mayoría de los materiales tradicionales presentan una simetría demasiado perfecta como para facilitar esta conversión. Continúa leyendo «Un nuevo horizonte para la luz cuántica: topología y terahercios en armonía»

Científicos logran controlar excitones oscuros y allanan el camino hacia nuevas tecnologías cuánticas

Los excitones oscuros son estados exóticos de la materia y la luz que aparecen en materiales semiconductores extremadamente delgados, como el diseleniuro de tungsteno (WSe₂), compuesto por apenas tres capas atómicas. A diferencia de los excitones «brillantes», que emiten luz de forma visible y son más fáciles de detectar, los excitones oscuros emiten de manera tan tenue que tradicionalmente han escapado a los métodos de observación convencionales.

Sin embargo, su aparente invisibilidad no implica que sean irrelevantes. Al contrario, estos estados cuánticos poseen propiedades únicas que los hacen particularmente atractivos para la información cuántica y la fotónica de próxima generación. Son más estables, menos sensibles al ruido del entorno (lo que se traduce en menor decoherencia) y presentan tiempos de vida prolongados. Es decir, son como mensajes secretos que pueden mantenerse intactos durante más tiempo, lo cual es fundamental para construir sistemas de comunicación cuántica robustos y fiables. Continúa leyendo «Científicos logran controlar excitones oscuros y allanan el camino hacia nuevas tecnologías cuánticas»