El equipo de investigadores de la Universidad de Oxford ha diseñado un sistema innovador basado en teletransportación cuántica para conectar dos procesadores cuánticos separados por una distancia de 2 metros (cerca de 6.5 pies), abriendo el camino para una arquitectura de computación cuántica distribuida. Este enfoque utiliza una interfaz de red fotónica que crea interacciones entre sistemas a través de la tecnología cuántica, logrando un nivel de fidelidad del 86% en la ejecución de puertas lógicas entre los módulos.
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En el estudio, publicado en Nature bajo el título "Computación cuántica distribuida a través de un enlace de red óptica", se describen los métodos empleados por los científicos. Los procesadores constan de pares de iones (88Sr+ y 43Ca+) que funcionan como qubits, siendo los iones de calcio los de circuito y los de estroncio los de red. Entre estos qubits se logró crear un estado de Bell con una fidelidad notable del 96.89(8)%, empleando un enfoque de "intentar hasta tener éxito". El tiempo promedio necesario para generar entrelazamiento remoto entre qubits en los módulos fue de 1,168 nanosegundos por intento, alcanzando una tasa de generación de 9.7 entrelazamientos por segundo.
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Como parte de las pruebas de su sistema, el equipo implementó exitosamente el algoritmo de búsqueda de Grover, que está diseñado para encontrar elementos específicos en bases de datos no estructuradas a una velocidad significativamente superior a la de las computadoras clásicas. La prueba resultó en una tasa de éxito promedio del 71(1)%, confirmando la efectividad del sistema para tareas de búsqueda cuántica.
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La investigación subraya además la escalabilidad de este método, al permitir que pequeños módulos cuánticos se conecten mediante fibras ópticas y superar numerosas limitaciones técnicas que tradicionalmente han dificultado la construcción de computadoras cuánticas de gran escala. Este diseño modular también facilita la actualización o el intercambio de módulos sin afectar la funcionalidad completa de la arquitectura.

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El proyecto fue financiado por UK Research and Innovation (UKRI) y el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), en el marco del Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas del Reino Unido. Además, los resultados apuntan hacia aplicaciones prácticas más allá del manejo de qubits tradicionales, extendiendo la posibilidad de trabajar con sistemas más complejos como qudits o modelos de computación cuántica de variables continuas.
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La relevancia de estos avances va más allá de la investigación académica, ya que podrían transformar campos como la criptografía y la simulación de sistemas complejos. Este logro es definido por los investigadores como un paso clave hacia el establecimiento de una arquitectura de computación eficaz y segura que aproveche el potencial disruptivo de la teletransportación cuántica en redes distribuidas. La tasa de 9.7 intentos exitosos por segundo para generar entrelazamiento remoto en los experimentos refuerza la factibilidad de lograr redes cuánticas prácticas en un futuro cercano.