La computación cuántica presenta un potencial extraordinario, aunque enfrenta desafíos significativos en términos de escalabilidad. Para que estas máquinas sean realmente útiles, es esencial integrar múltiples procesadores cuánticos en un solo sistema. Este enfoque incrementa su capacidad, pero también su tamaño, lo que las convierte en dispositivos menos prácticos y más sensibles. En respuesta a este reto, los investigadores están explorando una solución que parece sacada de una novela de ciencia ficción: la conexión de núcleos distantes mediante “teletransportación cuántica” para desarrollar máquinas aún más potentes.
Recientemente, un grupo de científicos de la Universidad de Oxford logró un avance notable al enviar el primer algoritmo cuántico de forma “inalámbrica” entre dos procesadores cuánticos separados. Estos pequeños núcleos aprovecharon sus características únicas, unieron sus capacidades y formaron una computadora más avanzada, capaz de resolver problemas que ninguno de ellos podría abordar por separado.
Interacción a través del entrelazamiento cuántico
El equipo, liderado por el profesor Dougal Main, logró que sistemas distantes interactuaran y compartieran puertas lógicas utilizando el entrelazamiento cuántico. Este fenómeno de la mecánica cuántica permite que un par de partículas, independientemente de la distancia que las separe, compartan el mismo estado y, por ende, transmitan la misma información. Si una de las partículas cambia de estado, la otra lo refleja de inmediato.
Los investigadores de Oxford utilizaron el entrelazamiento cuántico para transferir información básica entre computadoras casi instantáneamente. Este proceso, conocido como “teletransportación cuántica”, no debe confundirse con la teletransportación convencional, que implica un intercambio inmediato de materia en el espacio. En este experimento, las partículas de luz permanecieron en su lugar, pero el entrelazamiento permitió que las computadoras “vieran” la información de la otra, facilitando así el trabajo en paralelo.
Resultados prometedores y el futuro de la computación cuántica
De acuerdo con un artículo publicado en Nature, la teletransportación cuántica de un algoritmo fue realizada utilizando fotones y módulos separados por dos metros, logrando una fidelidad de información del 86%. Este avance en la arquitectura de computación cuántica distribuida representa un paso significativo hacia el desarrollo de tecnologías a gran escala y el internet cuántico.
Aunque ya se han realizado demostraciones de teletransportación cuántica en contextos computacionales, estas se han limitado a la transferencia de estados entre sistemas. La investigación de la Universidad de Oxford se distingue por utilizar la teletransportación para crear interacciones entre núcleos distantes. “Este avance nos permite ‘conectar’ de manera efectiva distintos procesadores cuánticos en una única computadora cuántica completamente integrada», explicó Main.
Si la tecnología de computación cuántica distribuida sigue avanzando, es probable que la era de las máquinas cuánticas de gran tamaño quede atrás. El desafío de la escalabilidad podría resolverse mediante el funcionamiento conjunto de más máquinas a través de teletransportación cuántica. Actualmente, un procesador básico puede manejar 50 qubits (la unidad mínima de información cuántica), pero algunos científicos estiman que se necesitará una máquina capaz de procesar miles o millones de qubits para abordar problemas complejos.
A pesar de las limitaciones actuales, las máquinas cuánticas ya son lo suficientemente potentes para resolver problemas que parecen imposibles. Por ejemplo, Willow, el chip cuántico de Google, logró resolver en cinco minutos una operación matemática que habría tomado hasta 10 cuatrillones de años en una supercomputadora convencional.