Los
mismos códigos necesarios para evitar errores en las computadoras cuánticas
también pueden dar a la estructura del espacio-tiempo su robustez intrínseca.
En los universos "holográficos" de juguete (si no es el universo
real), el tejido del espacio y el tiempo emerge de una red de partículas
cuánticas. Los físicos han descubierto que esto funciona de acuerdo con un
principio llamado corrección de errores cuánticos.
En
1994, un matemático de AT&T Research llamado Peter
Shor le dio fama instantánea a los "computadoras
cuánticas" cuando descubrió que estos dispositivos
hipotéticos podían factorizar rápidamente grandes números, y así romper gran
parte de la criptografía moderna.
Pero
un problema fundamental se interpuso en el camino de la construcción de
computadoras cuánticas: la fragilidad innata de sus componentes físicos.
A
diferencia de los bits de información binarios en las computadoras ordinarias,
los "qubits" consisten en
partículas cuánticas que tienen cierta probabilidad de estar en cada uno de los
dos estados, designados | 0⟩ y | 1⟩, al mismo tiempo.
Cuando
los qubits interactúan,
sus posibles estados se vuelven interdependientes, las posibilidades de cada uno
de | 0⟩
y | 1⟩
dependen de las del otro. Las
posibilidades contingentes proliferan a medida que los qubits se “enredan” cada vez más con cada operación.
Mantener
y manipular este número
cada vez mayor de posibilidades simultáneas es lo que hace que las computadoras cuánticas
sean tan poderosas en teoría.
Pero
los qubits son locamente propensos a errores. El campo magnético más débil
o el impulso de microondas perdido hace que sufran "cambios de bits"
que cambian sus posibilidades de ser | 0⟩ y | 1⟩ en relación con los otros qubits, o "cambios
de fase" que invierten la relación matemática entre sus dos
estados
Para
que las computadoras cuánticas funcionen, los científicos deben encontrar
esquemas para proteger la información, incluso cuando los qubits individuales
se corrompen. Además, estos esquemas deben detectar y corregir errores sin
medir directamente los qubits, ya que las mediciones colapsan las posibilidades
de coexistencia de qubits en realidades definidas: 0 o 1 antiguos que no pueden
sustentar los cálculos cuánticos.
En
1995, Shor siguió su algoritmo de factorización con otro aturdidor: prueba de que existen
"códigos de corrección de errores cuánticos". Dorit Aharonov y Michael Ben-Or, científicos de la
computación (y otros investigadores que trabajan de manera
independiente) demostraron un año más
tarde que estos códigos podrían, en teoría, elevar las tasas de error cerca
de cero. "Este fue el
descubrimiento central en los años 90 que convenció a la gente de que la computación
cuántica escalable debería ser posible", dijo Scott
Aaronson , un importante científico informático cuántico de la
Universidad de Texas,"que es
simplemente un problema asombroso de la ingeniería”.
Fuente:
QUANTA Magazine (DVDP para
la revista Quanta) - 04.enero.2019
Traducción libre de Soca
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