Investigadores del Instituto Físico-Técnico Ioffe de la Academia Rusa de Ciencias desarrollaron el primer dispositivo semiconductor de Rusia para la emisión controlada de fotones individuales.
La singularidad de este desarrollo es que tales dispositivos se fabrican solo en tres o cuatro laboratorios en el mundo.
Una computadora cuántica es un dispositivo informático que utiliza los fenómenos de la mecánica cuántica.
A diferencia de las computadoras tradicionales, que funcionan con código binario (bits), el dispositivo de computación cuántica utiliza elementos de información cuántica (qubits).
Los estudios muestran que, en varios casos, dicho dispositivo tendrá una superioridad cuántica, para realizar cálculos mucho más rápido que las computadoras tradicionales. Sin embargo, para crear e implementar activamente dispositivos de computación cuántica, se necesita una base de componentes relativamente económica y eficiente. La creación de una fuente de fotones es un paso hacia la solución de este problema.
La fuente de fotones individuales se basa en una heteroestructura a nanoescala: un material semiconductor multicapa. Los científicos del Ioffe Physical Technical Institute cultivan puntos cuánticos, "islas" en miniatura de arseniuro de indio rodeadas de arseniuro de galio, en la superficie del sustrato.
Los científicos del laboratorio ahora están trabajando para mejorar las características de las heteroestructuras con puntos cuánticos. En el futuro, esto hará posible el uso de fuentes de fotones individuales no solo para crear dispositivos informáticos, sino también para comunicaciones cuánticas, en las que la información está protegida de manera confiable contra la piratería.
Investigadores del Russian Quantum Center y el Lebedev Physical Institute de la Russian Academy of Sciences informaron sobre la creación de un prototipo de computadora cuántica sobre iones. Para ello, aplicaron una tecnología original de escalado de procesadores cuánticos utilizando kudits.
A diferencia de las computadoras tradicionales, donde la información consiste en bits capaces de estar en el estado 0 o 1, en la tecnología cuántica son análogos los qubits, capaces de estar simultáneamente en 0 y 1. Sin embargo, los científicos rusos utilizaron en su prototipo un par de Kukvartov, que puede estar simultáneamente en cuatro estados. Por lo tanto, su sistema es equivalente a cuatro qubits.
Para nosotros, este es el primer resultado significativo en nuestro trabajo en la hoja de ruta de la computación cuántica. Se construirá una computadora cuántica universal con acceso a la nube sobre la base creada para fines de 2024.
Hoy, la plataforma de iones demuestra algunos de los resultados más interesantes, lo que es especialmente notable dado que hace cinco años los iones no se consideraban un área prioritaria de desarrollo", dijo Ruslan Yunusov, jefe de la oficina de proyectos de tecnologías cuánticas en Rosatom State Corporation.
En el transcurso del experimento, los investigadores capturaron dos iones en una cámara de vacío y usaron un láser para realizar una serie de operaciones de un qubit sobre ellos, una operación de dos qubits dentro de un qubit (tres estados) y una operación para enredar dos partículas
Los científicos pudieron demostrar que la calidad de las operaciones entre qubits unidos en un qubit es superior a la de las operaciones en partículas independientes. En el futuro, esto debería mejorar la eficiencia de las computadoras cuánticas.
