Investigadores de la Universidad de Oxford han logrado un avance significativo al demostrar por primera vez la computación cuántica distribuida, conectando dos procesadores cuánticos separados en un sistema completamente integrado. Este avance, publicado en Nature, acerca el desarrollo de supercomputadoras cuánticas, capaces de resolver problemas que están fuera del alcance de los ordenadores convencionales.
Uno de los mayores desafíos en la computación cuántica es la escalabilidad. Para realizar cálculos revolucionarios, las computadoras cuánticas deben procesar millones de cúbits, pero integrar un sistema de esta magnitud en un solo dispositivo es inviable debido a las limitaciones de tamaño y refrigeración. Este nuevo enfoque resuelve el problema al conectar pequeños módulos cuánticos mediante fibras ópticas, permitiendo distribuir los cálculos a través de una red sin restricciones en la cantidad de procesadores conectados.
El sistema se basa en módulos de cúbits de iones atrapados, que transmiten datos mediante fotones en lugar de señales eléctricas. Esto permite la entrelazación de cúbits en módulos separados, haciendo posible la ejecución de operaciones cuánticas a través de teletransportación cuántica. Aunque la teletransportación de estados cuánticos ya se había logrado anteriormente, esta es la primera vez que se han teletransportado operaciones lógicas cuánticas entre diferentes procesadores, abriendo el camino hacia un futuro internet cuántico.
Esta tecnología es similar a la arquitectura de los superordenadores tradicionales, que combinan varios procesadores en un solo sistema para aumentar su potencia. Para demostrar la eficacia del método, los investigadores ejecutaron con éxito el algoritmo de Grover, un algoritmo de búsqueda cuántica que permite encontrar información en bases de datos no estructuradas mucho más rápido que los ordenadores convencionales. Esto demuestra que el enfoque distribuido amplía significativamente la capacidad de la computación cuántica, permitiendo realizar en horas cálculos que los superordenadores actuales tardarían años en completar.
El investigador principal, el profesor David Lucas, enfatizó que el experimento confirma la viabilidad de la computación cuántica en red con la tecnología actual. Sin embargo, la ampliación de las computadoras cuánticas sigue siendo un desafío complejo que requerirá nuevos avances en física y en ingeniería. Este estudio ha sido financiado por el UK Quantum Computing and Simulation Hub, como parte del Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas del Reino Unido.