LENGUAJES PROGRAMABLES CUANTICOS

En un futuro cercano una Internet cuántica podría transferir datos entre el software y las computadoras cuánticas, que podrían superar a los ordenadores normales mediante la ejecución de varias operaciones a la vez, en superposición.
Mientras tanto, la mayoría de los ingredientes básicos técnicos de una Internet cuántica han sido ahora demostrados, al menos en el laboratorio. En concreto, los investigadores han creado varios tipos de "memoria cuántica", en la cual los pulsos de luz que viajan a través de una fibra óptica esencialmente frenan hasta detenerse, un requisito crucial para la versión cuántica de un enrutador (router) de Internet.
Así que puede ser sólo una cuestión de tiempo antes de que los científicos puedan comenzar a irradiar cosas - o por lo menos los datos.

La mayor parte de las piezas necesarias para armar una Internet cuántica existen ahora, y el reto será hacer que trabajen juntos de manera eficiente.
Con la mejor tecnología disponible hasta el momento, un prototipo que funcione podría ser capaz de enviar un solo qubit por minuto.
Para todo ello vamos a necesitar lenguajes de programación nuevos. yo estoy trabajando en un lenguaje que llamo Quantum Basic (r), lleva su tiempo desarrollarlo, pero todo comienza con un primer paso. Los lenguajes de programación cuántica se pueden dividir en cuatro grandes clases (A) imperativos, (B) declarativos (normalmente, funcionales), y (C) otros (algunos son sólo formalismos matemáticos). Hay muchos lenguajes de programación útiles para la computación cuántica, algunos incluso de alto nivel. El pseudocódigo propuesto por Oliver Knill acabó resultando en el primer lenguaje imperativo cuántico, C quántico (QCL). Este lenguaje se basa en utilizar una memoria RAM cuántica (QRAM), con un flujo de control clásico que involucra tantos datos clásicos como cuánticos.

Merece la pena leer el proyecto fin de carrera (master thesis) de Bernhard Ömer, “Quantum Programming in QCL” que incluye implementaciones QCL de los algoritmos cuánticos más populares. Por ejemplo, el algoritmo de Peter Shor para factorización de números requiere 9 páginas de texto en QCL, aunque en pesudocódigo es extraordinariamente corto.
Otro lenguaje cuántico basado en C++ es Q Language. Incluye construcciones cuánticas básicas para todas las operaciones cuánticas más utilizadas, como QHadamard, QFourier, QNot, QSwap, and Qop. Permite definir nuevos operadores y todo en un contexto “orientado a objetos”. Discutir otros lenguajes imperativos, como qGCL (quantum Guarded Command Language) de Sanders-Zuliani ó LanQ de Mlnarik nos llevaría lejos.
Los lenguajes cuánticos declarativos se basan en el paradigma funcional utilizando una variante cuántica del Lambda cálculo de Church, por ejemplo, el lenguaje introducido por Maymin que ha sido la base de QFC (Quantum Flow Charts) de Selinger que ha dado lugar a QPL (Quantum Programming Language) y a cQPL.

"Nuestra imaginación es el límite de la Internet".

 "End of transmission".

NANOTECNOLOGIA CUANTICA

La nanotecnología avanzada, a veces también llamada fabricacion molecular, es un término dado al concepto de ingenieria de nanosistemas (máquinas a escala nanométrica) operando a escala molecular. Se basa en que los productos manufacturados se realizan a partir de átomos. Las propiedades de estos productos dependen de cómo estén esos átomos dispuestos. Así por ejemplo, si reubicamos los atomos del grafito (compuesto por carbono, principalmente) de la mina del lapiz podemos hacer diamantes (carbono puro cristalizado). Si reubicamos los átomos de la arena (compuesta básicamente por silice) y agregamos algunos elementos extras se hacen los chips de un ordenador.

En estos cuarenta años, la potencia de cálculo de un chip se ha incrementado en más de un millón. Se trata de un avance tecnológico sin precedentes en la historia de la humanidad. Esta picada hacia lo infinitamente pequeño continúa con los procesadores de 22 nm de Intel, que se han anunciado este año, aunque los ingenieros de Intel ya están preparando las próximas generaciones de chips de 14 nanómetros en el año 2014 y al 10 nanómetros (alrededor de 40 átomos), alrededor de 2017.

En 2007, Gordon Moore anunció que su ley de duplicar el número de transistores en un chip cada dos años, dejará de aplicarse en 2020, debido a que por debajo de los 10 nanómetros, los transistores no contienen más de unos pocos átomos, y su comportamiento entonces empieza a obedecer las leyes de la física cuántica. Hoy en día, los investigadores, en lugar de considerar estas leyes como un obstáculo insuperable, tratan de usarlas a su favor para que comience una nueva era en el mundo de la informática.
De este modo, los físicos e ingenieros de todo el mundo buscan desarrollar nanodispositivos basados en nanotubos de carbono, que podrían sustituir los transistores actuales y los circuitos impresos. Pero más importante aún, los investigadores están tratando de utilizar las leyes cuánticas para superar el cálculo binario en el que se basa la informática desde su invención en la década de 1940.

Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Sherbrooke (Canadá) ha desarrollado un dispositivo semiconductor que puede ser utilizado por un ordenador cuántico. Este dispositivo se basa en un punto cuantico doble, que captura dos electrones, cuya orientación de spin se puede controlar por un micro-imán. La base de un ordenador cuántico, consiste en mantener el estado cuántico creado un cierto tiempo, antes de que la superposición de estados interaccione con la materia existente alrededor. Para conseguir dicho objetivo los se siguen dos lineas de investigación : La primera intentando disminuir el tiempo necesario para cambiar el spin del electrón, modificando la geometría de los micro-imanes. Y por otra parte, los físicos intentan aumentar el tiempo de coherencia del estado cuántico utilizando nuevos materiales de una pureza elevada.

Un equipo de investigación ha demostrado que es posible producir estados cuanticos entrelazados con dos diamantes que distan de 15 cm. Dichos experimentos han demostrado que los fotones de los dos diamantes están intrincados, probando que las propiedades de la mecánica cuántica, pueden extenderse al mundo macroscópico. Pero lo más interesante de este descubrimiento es que el estado cuántico se obtuvo a temperatura ambiente, gracias a las notables propiedades físicas del diamante.

La tecnología « Túnel-FET » desarrollada utiliza un principio cuántico particular: "el efecto tunel" en el que se permite el paso de algunos electrones de muy poca energía para desencadenar la activación de un transistor, violando de esta manera la física clásica. Gracias a los avances en el campo de los materiales está considerando la posibilidad de sustituir por completo el transistor de efecto túnel por el clásico transistor de efecto campo.

Este avance tecnológico desarrollará chips mucho más potentes y con un consumo de energía mucho menor al actual. La enorme potencia de cálculo de las futuras supercomputadoras cuánticas supondrá una revolución incomparable. De hecho, en un ordenador clásico, el valor de un bit es 1 o 0 mientras que los "Qubit" pueden tomar dos valores al mismo tiempo, lo que permite realizar cálculos en paralelo. Estas futuras computadoras tendrán el poder de lograr en unos pocos segundos de simulaciones numéricas lo que ahora están exigiendo durante semanas o meses de trabajo a los mejores supercomputadores de hoy.

"Los principios de la física, tal y como yo los entiendo, no niegan la posibilidad de manipular las cosas átomo por átomo... Los problemas de la química y la biología podrían evitarse si desarrollamos nuestra habilidad para ver lo que estamos haciendo, y para hacer cosas al nivel atómico". Richard Feynman

"End of transmission".

EL ENTORNO DE LA INFORMACION CUANTICA

Un grupo dirigido por el físico Viatsheslav Dobrovitski, del Laboratorio Ames, en Estados Unidos, y que incluyó a científicos de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos, la Universidad de California en Santa Bárbara, y la Universidad del Sur de California, han dado un paso adelante en el uso del movimiento de núcleos y electrones individuales para el procesamiento cuántico de información, superando el problema de las interferencias externas. 
El gran avance logrado consiste en que estos científicos han conseguido desacoplar qubits individuales del entorno, de modo que conservan su información y a la vez se preserva el acoplamiento entre los propios qubits, protegiendo la información cuántica de la degradación causada por el entorno mientras simultáneamente se realizan cálculos en un sistema cuántico de estado sólido.

Los investigadores han demostrado que la técnica puede ser usada para el procesamiento cuántico de información a pequeña escala. Dobrovitski y sus colaboradores han conseguido ejecutar con éxito el algoritmo de búsqueda cuántica de Grover, un método para búsquedas en listas aleatorias. En este caso, usaron su sistema híbrido de estado sólido para buscar correctamente en una lista de cuatro elementos. Al igual que otros algoritmos de naturaleza cuántica, como el algoritmo PageRank de Google, el algoritmo de Grover es un algoritmo de carácter probabilístico, por lo que produce la respuesta correcta con una determinada probabilidad de error, que, no obstante, puede obtenerse tan baja como se desee por medio de iteraciones.

Esta es la primera vez que se demuestra un cómputo cuántico robusto usando un sistema de estado sólido con espines individuales. Dobrovitski y sus colaboradores han mostrado que aún con las inevitables imperfecciones de los experimentos, es viable usar este sistema para realizar procesamiento cuántico de información de un modo que supera a su homólogo clásico, la computación electrónica convencional, porque, y esto es importantísimo, para una lista de cuatro elementos, el dispositivo cuántico encuentra correctamente el elemento deseado examinando la lista de una sola vez (los cuatro elementos al mismo tiempo), mientras que la computación clásica, limitada por las leyes de la física que gobiernan los fenómenos en los que se basa, inspecciona los cuatro elementos de uno en uno.

"La física es el sistema operativo del Universo y la cuántica la de los computadores"

"End of transmission"

CONTROLANDO LA DECOHERENCIA CUANTICA

La decoherencia cuántica es el término aceptado y utilizado en mecánica cuántica para explicar como un estado cuántico puede dar lugar a un estado físico clásico, en otras palabras como un sistema físico, bajo ciertas condiciones específicas, deja de exhibir efectos cuánticos y pasa a exhibir un comportamiento típicamente clásico, sin los efectos contraintuitivos típicos de la mecánica cuántica.
Mantener un qubit estable durante un tiempo indefinido parece imposible, ya que la decoherencia cuántica destruye su estado. ¿Se puede controlar la decoherencia?
Se propuso un esquema teórico para controlar la decoherencia mediante un bucle realimentado continuo utilizando medidas débiles. Se publicó en Nature la primera implementación experimental de dicho esquema. Un qubit superconductor acoplado a una cavidad óptica de microondas, que sin control sufre la decoherencia en pocos microsegundos, gracias al control realimentado logra mantener su estado durante al menos 20 milisegundos; por cuestiones técnicas no se ha podido medir el qubit durante un tiempo más largo, (aunque el artículo técnico de R. Vijay et al., “Stabilizing Rabi oscillations in a superconducting qubit using quantum feedback,”) afirma que la teoría predice que su método podría haber logrado controlar el qubit durante un tiempo casi indefinido. Aunque quizás son muy optimistas, este nuevo resultado es un gran avance en el campo de los computadores cuánticos.

La idea del control realimentado, imagina que tenemos que conducir un coche en un juego de computador por una pista de carreras circular de tal forma que se de una vuelta al circuito cada minuto. Hay un gran reloj en el centro de la pista que marca el tiempo. ¿Cómo lo haríamos? Lo más obvio sería tratar de mantener la velocidad del coche para que fuera justo al lado del lugar apuntado por la manilla (o aguja) del reloj. Si vas un poquito por detrás, pisarás el acelerador, pero si la adelantas, pisarás el freno (o desacelerarás). Este proceso se llama control realimentado continuo.

Vijay et al. ha utilizado esta idea para controlar un qubit superconductor de estado sólido (un diodo Josephson) acoplado a una cavidad de microondas tridimensional. Aplicando un campo de microondas a cierta frecuencia (que actuará como reloj) se puede lograr que el qubit “resuene” al ritmo de dicho campo. La decoherencia cuántica (debida a cualquier fluctuación del sistema cuántico) hace que el qubit se desacople del reloj y se ponga a oscilar a un ritmo impredecible, lo que provoca la medida accidental y el correspondiente colapso de su estado. Gracias al sistema de control realimentado, basado en una medida débil continua del estado del qubit y la aplicación adecuada de fotones de microondas a mayor frecuencia, se puede conseguir que el qubit resuene con el reloj y mantenga su estado por un tiempo casi indefinido. Obviamente, la eficiencia del control no es del 100% y los experimentos solo han alcanzado el éxito en un 50% de los casos.
El qubit utilizado en este experimento se denomina transmón. A muy baja temperatura este qubit superconductor presenta solo dos estados cuánticos, el fundamental y el primer estado excitado.

Dentro de la cavidad de microondas, el qubit puede entrar en resonancia con un campo externo aplicado, apareciendo a la salida de la cavidad las llamadas oscilaciones de Rabi, que pueden ser utilizadas para realizar una medida débil del estado del qubit. Esta salida (OUT) de la cavidad es enviada a una serie de amplificadores que se utilizan como entrada del sistema de control realimentado. Para la actuación sobre el qubit se utilizan fotones de alta frecuencia que son introducidos en la cavidad resonante uno a uno por la entrada (IN). La aplicación adecuada de estos pulsos permiten salvar al qubit de la decoherencia, manteniendo su estado de forma prácticamente indefinida. Este hecho se ha demostrado gracias a las mismas oscilaciones de Rabi. El acuerdo entre las medidas experimentales y las predicciones teóricas (obtenidas mediante simulación numérica) es excelente.
Este esquema de control activo de la decoherencia cuántica podría permitir mantener el qubit en su estado durante un tiempo casi indefinido. Obviamente, no basta con tener un qubit para lograr un computador cuántico, además hay que entrelazar varios qubits. Se afirma que la tecnología que se ha utilizado se puede extender a un registro de varios qubits entrelazados.
En su caso, el control activo podría ser una alternativa práctica a las técnicas de corrección de errores, hasta ahora la única manera de combatir la decoherencia, aunque a futuro podrián haber otras predicciones.

Hacer predicciones es muy complicado, especialmente si son sobre el futuro  Niels Bohr

"End of transmission"

SATELITES TELEPORTADORES CUANTICOS

Varios países del mundo invierten millones en la tecnología que usará satélites espaciales para trasmitir la información cuántica digitalizada, capaz de cambiar profundamente la comunicación a nivel global.
La teletransportación cuántica dará un fuerte impulso al desarrollo de la criptografía y los computadores cuánticos, así como para nuevos sistemas de telecomunicaciones capaces de obtener la transmisión instantánea de datos.
Desde el mismo inicio se concibió, sobre la base de las leyes de una física cuántica que una sustancia muy pequeña podía ser transportada de un lugar a otro sin moverse de su posición original. Se trata de no transportar la materia sino la estructura de un objeto. El método reside en separar una párticula subatómica de su estado cuántico.
“Una vez alterado el estado de una partícula, se podrá recrear esta partícula en su copia remota”, afirmó Charles Bennet, científico que trabajó para IBM, y autor de la teoría de teletransportación (o teleportación) cuántica. 
Desde que se descubrió la posibilidad de estos trucos, científicos de varios países realizaron exitosos experimentos, cada vez alargando la distancia de teleportación de partículas. Este año dos equipos: uno de China y otro internacional integrado por científicos de Austria, Canadá, Alemania y Noruega han logrado transferir propiedades físicas de una partícula de luz (fotón) vía rayo láser a 97 y 143 kilómetros respectivamente. O sea, mucho más allá del anterior récord de 16 kilómetros, establecido por un equipo chino en 2010. La tecnología que desarrollaron incluye dos lazos ópticos, uno convencional y otro cuántico, fuentes gemelas de fotones entrelazados no correlacionadas con frecuencia y detectores de fotones individuales de niveles ultra bajos de ruido.
Con estos logros, varios científicos ya piensan en la etapa siguiente: la de canalizar la información en partículas desde un satélite orbital a la Tierra.
Desarrolando computadores 'cuánticos', que serán mucho más potentes y pequeños, harán falta “teleportadores” cuánticos para unirlos en una versión “cuántica” de Internet.
China planea lanzar un satélite con un teleportador experimental de este tipo en 2016, mientras que las agencias espaciales de Europa, Japón y Canadá también esperan poner en marcha sus propios proyectos de teleportación vía satélite en los próximos años.


"A pesar de su desconcertante formulación y de la extraña versión que proporciona de la realidad, la mecánica cuántica nunca ha fallado en una prueba experimental. Es extraordinariamente fiable aunque no transparentemente comprensible. Probablemente sea cierto que-nadie entiende la Mecánica Cuántica-, aunque es igualmente cierto que de alguna maravillosa manera la Mecánica Cuántica entiende al Universo". Eugene Hecht

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CONECTANDO REDES CUANTICAS

En un artículo publicado en Nature, físicos de la Universidad de Innsbruck informan que han construido una interfase para redes cuánticas  -la primer interfase entre un ion y un protón individual y que es a la vez eficiente y ajustable a voluntad.
Las computadoras cuánticas del futuro pueden ser muchas veces más poderosas que nuestras actuales supercomputadoras. Sin embargo, para permitir la comunicación entre sí de computadoras cuánticas ubicadas en lugares distintos, deben estar ligadas a una red, lo cual requiere interfases confiables entre los procesadores cuánticos y los canales de información óptica.

En contraste con la información clásica, la información cuántica no puede copiarse sin corromperse (debido al teorema no-cloning). En su lugar, los físicos buscan las maneras de transferir información cuántica entre la materia y la luz usando el entrelazamiento cuántico, la propiedad en el cual el estado de una partícula depende del estado de una segunda.
El equipo físico es encabezado por Rainer Blatt, Tracy Northup y Andreas Stute. Este equipo ha desarrollado un dispositivo experimental que atrapa un ion de calcio individual en una Paul trap y lo coloca entre dos espejos altamente reflejantes. El ion es excitado por medio de un láser, lo que ocasiona la generación de un protón entrelazado con el ion y que se refleja ida y vuelta en los espejos.
El ajuste a voluntad del entrelazamiento entre el ion y el protón es posible por medio de la frecuencia y la amplitud del láser que se aplica, y la sabiduría de los científicos que la aplican.


"En este caso, la ciencia y la sabiduría, lejos de ser una misma cosa, tienen entre sí una misma conexión".

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TRANSMISION CUANTICA DE DATOS

Gracias a la física cuántica, se han desarrollado sistemas de encriptación para la transmisión de datos, que envían al receptor junto a los paquetes una clave codificada con las propiedades cuánticas de un hilo de fotones. Si en algún punto de la transmisión se intentan interceptar estos datos, la clave cambia automaticamente y envía una señal advirtiendo que se está produciendo un ataque a la red.
Este tipo de cifrado permite que la trasmisión de datos sea teoricamente invulnerable

Fuente: http://wifiw.com/1447/primera-prueba-exitosa-de-la-banda-ancha-cuantica.html#ixzz2CsVViwaQ

Gracias a la física cuántica, se han desarrollado sistemas de encriptación para la transmisión de datos, que envían al receptor junto a los paquetes una clave codificada con las propiedades cuánticas de un hilo de fotones. Si en algún punto de la transmisión se intentan interceptar estos datos, la clave cambia automaticamente y envía una señal advirtiendo que se está produciendo un ataque a la red. Este tipo de cifrado permite que la trasmisión de datos sea teoricamente invulnerable.

El centro de investigación Toshiba Europa (Toshiba Research Europe) con sede en Cambridge ha realizado las primeras pruebas satisfactorias de trasmisión de datos a través de una red de banda ancha cuántica de alta velocidad. La prueba ha sido realizada a través de una linea de fibra óptica, enviando la información encriptada utilizando un sistema cuántico, a una velocidad de 1 Gbps a través de una linea de 50 km.

La fibra óptica solo es capaz de transmitir a larga distancia, mediante la utilización de fotones de una amplitud de onda determinada. Este tipo de fotones son de complicada detección, pero Toshiba ha desarrollado una tecnología capaz de detectarlos. 

También se habían realizado pruebas inalámbricas, aunque estas redes estaban limitadas a 700 metros de cobertura, y para que la encriptación cuántica fuera factible eran necesarias distancias más largas.

¿ Y qué con el Wi Fi cuántico ?

Ahora el efecto túnel cuántico podría darnos WiFi a 60 Ghz, un diodo que permite el transporte de electrones vía efecto túnel cuántico podría ser la base para el reemplazo de los chips semiconductores. Motorola ha validado las pruebas de alta velocidad realizada sobre estos diodos para su aplicación en instalaciones inalámbricas.

La empresa Philar corp. ha desarrollado el metal-aislante-doble-metal (MIIM) con el que se realizan los diodos, que se componen de cuatro capas de enmascaramiento (realizadas con películas amorfas) ubicadas sobre CMOS, cuarzo, poliamida y otros sustratos. Estos dispositivos actúan como pilas de metal a nanoescala y como aislantes que ofrecen ventajas en cuanto a velocidad.

El tunelamiento cuántico es más rápido que la carga de un interruptor empalmado en un chip. Las cargas viajan a través del metal más rápidamente que a través de elementos más lentos como el silicio. El fabricante advierte que para su aplicación solo habrá que modificar las antenas, no los dispositivos, por lo que la transmision recién comienza.

 

"La travesía de mil millas comienza con un paso". Laso-Tse

"End of transmission"

 

 

Fuente: http://wifiw.com/1447/primera-prueba-exitosa-de-la-banda-ancha-cuantica.html#ixzz2CsVViwaQ

Gracias a la física cuántica, se han desarrollado sistemas de encriptación para la transmisión de datos, que envían al receptor junto a los paquetes una clave codificada con las propiedades cuánticas de un hilo de fotones. Si en algún punto de la transmisión se intentan interceptar estos datos, la clave cambia automaticamente y envía una señal advirtiendo que se está produciendo un ataque a la red.
Este tipo de cifrado permite que la trasmisión de datos sea teoricamente invulnerable

Fuente: http://wifiw.com/1447/primera-prueba-exitosa-de-la-banda-ancha-cuantica.html#ixzz2CsVViwaQ

LA INFORMATICA EN UN QUANTUM DOT

Los qdots (puntos cuánticos), son una estructura cristalina a nanoescala que pueden transformar la luz. El punto cuántico se considera que tiene una mayor flexibilidad que otros materiales fluorescentes, lo que lo hace apropiado para utilizarlo en construcciones a nanoescala de aplicaciones computacionales donde la luz es utilizada para procesar la información.
Los puntos cuánticos están hechos de una variedad de diferentes componentes, tales como cadmio selenio (cadmium selenide). La firma Quantum Dots Corp controla un número de patentes para la producción de estos puntos cuánticos.
El Quantum dot es llamado en ocasiones transistor de un solo electrón (single-electron-transistor), bit cuántico (quantum bit), o "qubit"; se podría definir como una partícula de materia tan pequeña que la adición de un único electrón produce cambios en sus propiedades.

El atributo cuántico sirve para recordar que el comportamiento del electrón en tales estructuras debe ser descrito en términos de la teoría cuántica. Los átomos son ejemplos de puntos cuánticos. Estructuras hechas de unos pocos cientos de átomos también son puntos cuánticos (cadmium selenideo, nanocristales de gallium arsenide, clusters), por sus características se trabaja a a escala nanométrica. La presencia de un único electrón en tales estructuras puede ser utilizada para almacenar información (esta es la explicación de unos de los nombres alternativos: qubits). 

El computador cuántico se basa en que los estados cuánticos de los electrones se pueden usar como bits (qbits) para codificar la información. Este computador tendría una altísima velocidad de procesamiento debido a que los electrones pueden estar en varios estados cuánticos al mismo tiempo, pudiendo combinar varios en un grupo y así realizar diversos cálculos simultáneos. Una de las dificultades más grandes para la  computadora cuántica es que se debe lograr una manera de procesar los frágiles estados cuánticos sin destruirlos. La propuesta consiste en utilizar los electrones confinados de puntos cuánticos como qbits y utilizar fotones que podrían leer y cambiar los estados cuánticos de los electrones (los puntos cuánticos deben estar colocados en estructuras regulares).

Actualmente los puntos cuánticos están hechos de nanocristales semiconductores de entre 2 y 10 nanómetros de ancho. Para que haya confinamiento los puntos cuánticos deben de tener un tamaño comparable al radio del excitón de Bohr-( puede definirse como una cuasi-partıcula moviéndose en el interior del punto cuántico), que es del orden de 10 nm en la mayoría de los semiconductores.
Este confinamiento de los electrones en una región suficientemente pequeña da lugar a que pasemos de tener bandas a tener niveles cuánticos de energía separados y cuya separación dependerá en forma inversa del tamaño del punto cuántico. Los puntos cuánticos contienen solamente unos pocos miles de átomos y son capaces de emitir y absorber luz a longitudes de onda determinadas por la energía de los niveles en el punto y no por la energía de la banda prohibida del material. Como la separación de los niveles depende del tamaño del punto cuántico y la luz emitida es debido a las transiciones entre estos niveles, entonces se puede controlar la longitud de onda de la luz que se emite con el tamaño de los puntos cuánticos.

Científicos de la Universidad de Ohio han demostrado cómo la energía de la luz, al brillar sobre los puntos cuánticos, provoca que transfieran energía en un modo "coherente". Descubrieron que cuando los puntos (de 5 nm) eran dispuestos a una cierta distancia mayor que el propio radio de los puntos, las ondas de luz viajaban entre los nanocristales siguiendo un patrón consistente. En anteriores investigaciones, las ondas de luz cambiaban o se hacían irregulares durante el intercambio de energía y esto creaba una ruptura en la comunicación entre los puntos cuánticos. Estos resultados sugieren que hay una forma de transmitir información empleando ondas de luz, abriendo el camino para que las computadoras cuánticas sean una realidad.

"Todo lo que llamamos real está compuesto por cosas que no pueden considerarse como reales". Niels Bohr

"End of transmission"

PROCESAMIENTO CUANTICO DE DATOS

Según publicado en Technology Review, la compañía de defensa estadounidense Lockheed Martin ha comprado un sistema que utiliza la mecánica cuántica para procesar datos digitales. Ha pagado 10 millones de dólares a la startup D-Wave Systems por el ordenador y por el servicio de soporte que cubre su utilización. D-Wave afirma que se trata de la primera vez que se vende un sistema de computación cuántica.

El nuevo sistema, llamado D-Wave One, no es mucho más capaz que un ordenador convencional.
Sin embargo, podría suponer un paso adelante en el camino hacia la plena implementación de la informática cuántica, que según demuestran los teóricos podría fácilmente resolver problemas imposibles para otros ordenadores, tales como derrotar a sistemas de cifrado mediante la resolución de problemas matemáticos a una velocidad increíble. 

Como si se tratase de un salto atrás en el tiempo a los días en que los ordenadores eran del tamaño de habitaciones, el sistema comprado por Lockheed, ocupa 100 pies cuadrados (30,43 mts cuadrados). En lugar de actuar como un ordenador independiente, funciona como un ayudante especializado para un ordenador convencional ejecutando un software que aprende de los datos del pasado y hace predicciones sobre acontecimientos futuros.
La compañía de defensa afirma que tiene la intención de utilizar la nueva compra para ayudar a la identificación de errores en productos que sean combinaciones complejas de software y hardware.
El objetivo es usar estos sistemas para reducir los sobrecostes ocasionados por problemas técnicos imprevistos, asegura Thad Madden, portavoz de Lockheed. Este tipo de imprevistos han sido, en parte, responsables de las recientes noticias sobre el caza F-35 de la compañía, que se encuentra un 20 por ciento por encima del presupuesto.

El corazón de D-Wave incluye un procesador integrado por 128 qubits—abreviatura de bits cuánticos—que utilizan campos magnéticos para representar a un único 1 ó 0 de datos digitales en cualquier momento, y también pueden aprovechar la mecánica cuántica para alcanzar un estado de "superposición" que representa ambos a la vez. Cuando los qubits en estados de superposición trabajan juntos, pueden trabajar con, exponencialmente, mas datos que el número equivalente de bits normales.
Los qubits tienen forma de bucles de metal ricos en niobio, un material que se convierte en superconductor a temperaturas muy bajas y es más comúnmente utilizado como imanes dentro de escáneres de resonancia magnética. Los qubits están unidos por estructuras llamadas acopladores, también hechas a partir de una aleación de niobio superconductor, que pueden controlar el grado en que los campos magnéticos adyacentes, que representan los qubits, se afectan mutuamente. La realización de un cálculo implica el uso de campos magnéticos para establecer los estados de los qubits y los acopladores, esperando un corto periodo de tiempo, y después procediendo a lectura de los valores finales de los qubits.

La máquina de D-Wave esta pensada para hacer una cosa mejor que un ordenador convencional: la búsqueda de respuestas aproximadas a problemas que sólo pueden ser verdaderamente resueltos mediante el intento de forma exhaustiva de todas las soluciones posibles.
D-Wave ejecuta un algoritmo único, llamado templado cuántico, que esta incrustado en el diseño físico de la máquina, afirma Geordie Rose, fundador y director tecnológico de D-Wave. Los datos enviados al chip se traducen en valores qubit y en la configuración de los acopladores que los conectan. Después de eso, los qubits entrelazados pasan por una serie de cambios de mecánica cuántica que dan como resultado una solución. "Metemos el problema en el hardware y actúa como un proxy físico para lo que usted este tratando de resolver", explica Rose. "Todos los sistemas físicos desean llegar hasta el nivel más bajo de energía, con la mayor cantidad de entropía", explica, "y los nuestros llegan a un estado que representa la solución".
Aunque resulta exótico, este hardware está diseñado para ser utilizado por ingenieros de software que no sepan nada de mecánica cuántica. Un conjunto de sencillos protocolos—llamados API, interfaz de programación de aplicaciones—facilitan la inserción de datos en el sistema D-Wave en un formato estándar.
"Usted envía su problema y obtiene un resultado mucho más preciso del que tendría con un ordenador convencional", asegura Rose. 
Afirma que las pruebas han demostrado que el software que utiliza el sistema D-Wave es capaz de aprender cosas como, por ejemplo, reconocer la forma de objetos particulares en fotos con hasta un 9 por ciento más de precisión que una alternativa convencional. Rose pronostica que todo esto aumentara rápidamente a medida que los programadores aprendan a optimizar su código para el modo en que la tecnología de D-Wave se comporta.

Google ha estado experimentando con la tecnología de D-Wave durante varios años como forma de acelerar el software capaz de interpretar las fotos. Los ingenieros de software de la compañía lo utilizan como una especie de servicio en la nube, accediendo a un sistema en la sede de D-Wave de Vancouver a través de Internet. La compañía publicó unos documentos mostrando que la utilización del sistema cuántico superaba al software convencional ejecutado en un centro de datos de Google.

Allan Snavelly, desde el San Diego Supercomputer Center, ha utilizado versiones convencionales de algoritmos como los incluidos en el sistema de D-Wave. Afirma que los problemas del tipo "aguja en un pajar" para los que están diseñados son importantes dentro de las ciencias informáticas. "Estos son problemas en los que sabemos la respuesta correcta cuando la vemos, pero verla entre todo el espacio exponencial de posibilidades es difícil", afirma. Ser capaces de experimentar con el nuevo sistema usando herramientas convencionales de software será tentador para los programadores, asegura Snavelly.
La tecnología de D-Wave se ha enfrentado a la controversia durante los 12 años que ha estado en desarrollo. Los investigadores de compuntación cuántica se cuestionaban si la tecnología de la compañía verdaderamente aprovechaba los efectos cuánticos. Un trabajo publicado en la revista científica Nature de alguna manera hizo frente a esas preocupaciones, informando que el comportamiento de uno de los grupos de 8 qubits componen el D-Wave One se explica mejor mediante un modelo matemático que asuma los efectos cuánticos en funcionamiento que por uno que asuma que sólo estuvo involucrada un tipo de física clásica.
Sin embargo, el experimento no mostró los resultados de ejecutar un cálculo en el hardware, dejando dudas en las mentes de muchos expertos en computación cuántica. Rose afirma que la tecnología utiliza definitivamente los efectos cuánticos, pero que a los programadores sólo debería preocuparles una cosa realmente. "En comparación con las formas convencionales, se obtiene un tipo de software mucho mejor".

"Sólo podemos vislumbrar un corto período hacia el futuro, pero podemos ver que hay muchas cosas por hacer". Alan Turing

"End of transmission"

CIRCUITOS SUPERCONDUCTORES CUANTICOS

Un equipo de científicos en UC Santa Barbara, China y Japón. describieron la manera en que usaron un circuito integrado superconductor cuántico para generar estados cuánticos únicos de luz conocidos como estado “NOON”. Estos estados, generados por fotones a una frecuencia de microondas (siendo el fotón la unidad cuántica de luz) fueron creados y almacenados en dos cavidades físicamente separadas para almacenar microondas, dijeron sus autores. 
Los estados cuánticos NOON fueron creados usando uno, dos o tres fotones, con todos los fotones en una sola cavidad y la otra vacía. Esta se realizó simultáneamente con la primera cavidad estando vacía, con todos los fotones almacenados en la segunda cavidad.
El estudio, publicado en la revista Physical Review Letters, involucró a científicos de Zhejiang University, China, y de NEC Corporation, Japón. El esfuerzo experimental fue realizado en UC Santa Barbara encabezado por Andrew Cleland y John Martinis.

Esto significa un importante paso hacia la realización de computadoras cuánticas en gran escala, y una demostración de un nuevo nivel del control cuántico de la luz. “Esta situación de apariencia imposible, permitida por la mecánica cuántica, condujo a resultados muy interesantes cuando vimos dentro de las cavidades”, indicaron los científicos. “Teníamos el 50 por ciento de posibilidad de ver todos los fotones en una sola cavidad, y un 50 por ciento de no encontrar nada -en cuyo caso los fotones podían siempre encontrarse en la otra cavidad”.

Sin embargo, si una de estas cavidades era cuidadosamente probada antes de ver dentro, por lo que cambiaba su estado cuántico, el efecto de probar podía ser visto, incluso si esa cavidad era subsecuentemente encontrada vacía, añadieron los científicos.
El circuito integrado cuántico, que incluye bits superconductores cuánticos en adición a las cavidades cuánticas de almacenamiento de microondas, forman parte de de lo que eventualmente podría llegar a ser una arquitectura computacional cuántica.

Las computadoras actuales están llegando al límite de la miniaturización y la frecuencia de pulsaciones de los relojes de cuarzo, pronto no podrán ser más rápidos. La computación cuántica es una gran promesa que podría permitirnos seguir construyendo computadoras más veloces. La arquitectura cuántica es muy similar a las arquitecturas actuales, sin embargo la computación cuántica introduce elementos arquitecturales cuánticos que obedecen a los fenómenos causados por la interacción cuántica como la corrección de errores.
El avance de la computación cuántica esta limitada por sus principales ventajas. Con lo referente a la superposición cuántica, que permite el paralelismo masivo y mantener una gran cantidad de múltiples estados en un mismo instante, el mayor inconveniente esta en la imposibilidad de leer toda esa información sin desestabilizar el sistema.
Desde el punto de vista del hardware, en la parte física la meta es lograr diseñar dispositivos en sólidos, y no en gases como se da en la mayoría de los experimentos actualmente 
En la parte lógica mantener la coherencia en un dispositivo cuántico es un desafío, principalmente debido a la gran cantidad de información adjunta que se necesita para garantizar la ausencia de errores, por lo que es necesario el desarrollo de mejores mecanismos de corrección de errores.
Prevenir la incoherencia y preservar los frágiles estados cuánticos. Esto es facil en pequeños sistemas, pero mas complejo en grandes sistemas cuánticos.
En el futuro, se espera que las computadoras cuánticas, estén completamente desarrolladas aproximadamente entre el 2020 al 2030.

"El progreso y el desarrollo son imposibles si uno sigue haciendo las cosas tal como siempre las ha hecho".  Wayne W. Dyer


"End of transmission"

 

TRANSISTOR CON EFECTO CUANTICO

Un grupo de científicos de Corea del Sur, Japón y el Reino Unido ha desarrollado lo que se considera el transistor más pequeño del mundo. Funciona mediante el llamado efecto cuántico, y mide solamente dos nanómetros, un tamaño mucho menor que el conseguido mediante las técnicas tradicionales. El trabajo fue dirigido por el profesor Choi Jung-bum de la Chungbuk National University en Corea del Sur. 
El dispositivo consume aproximadamente la décima parte de la energía que requiere un transistor convencional, y está construido con silicio, lo que permitirá una rápida integración en los dispositivo de consumo masivo. 

No hace mucho Samsung Electronics Co. anunció que era capaz de fabricar transistores de 32 nanómetros. La alegría de poseer el transistor disponible comercialmente más pequeño del mundo le duró poco, ya que semanas después Intel Corp. rompió esa marca al anunciar que utilizaría transistores de 22 nanómetros en algunos de sus chips. Es evidente que la carrera iniciada hace cuatro décadas, en el mismo momento en que se inventó el circuito integrado y que nos ha permitido “meter” miles de millones de ellos en un mismo sustrato, se beneficiaría enormemente en caso de que el tamaño de los transistores que los componen se pudiese reducir aún más.

Y eso es exactamente lo que ha conseguido. El nuevo dispositivo, que utilizado el llamado efecto cuántico para funcionar y que fuese presentado mediante un artículo en la revista Nano Letters, mide solamente dos nanómetros. A diferencia de otros prototipos presentados con anterioridad -que solo son capaces de funcionar a temperaturas muy bajas o que están construidos con materiales más o menos exóticos- el nuevo transistor es capaz de hacer su magia a temperatura ambiente y está construido utilizando silicio, el mismo material que se emplea para fabricar el 99% de los chips que empleamos en la actualidad.
El pequeño componente utiliza muy poca energía para funcionar: aproximadamente el 10% de lo que requiere un transistor convencional, por lo que podría utilizarse para mejorar la duración de las baterías de los dispositivos electrónicos móviles. 

En la construcción del transistor no se utilizan compuestos “de moda”, como el grafeno ó materiales orgánicos, por lo que se estima que los fabricantes de microchips deberían ser capaces de incluir esta nueva clase de componente junto a los transistores basados en semiconductores que se emplean normalmente. Según las investigaciones, esto debería ocurrir en algún momento de los próximos cinco años.

”Si supiese que es lo que estoy haciendo, no le llamaría investigación". Albert Einstein

"End of transmission"

CHIPS CUANTICOS DE SILICIO

Se ha logrado desarrollar un nuevo y prometedor enfoque para la computación cuántica.
Este innovador planteamiento podría conducir a la fabricación en cantidades industriales de dispositivos basados en nuevas tecnologías cuánticas. Un equipo internacional de científicos, dirigido desde la Universidad de Bristol en el Reino Unido, ha desarrollado un chip de silicio que sentará las bases para la fabricación a escala industrial de chips cuánticos miniaturizados.

El salto tecnológico desde el uso de chips cuánticos experimentales, hechos de otros materiales, hasta el uso de chips basados en el silicio, es muy importante, porque al fabricar los chips cuánticos en silicio se tiene la gran ventaja de hacerlos compatibles con la microelectrónica actual. A largo plazo, esta tecnología podría integrarse con los circuitos convencionales de la microelectrónica y quizá un día permita el desarrollo de microprocesadores híbridos, que combinen tecnología convencional con tecnología cuántica.

El equipo de Mark Thompson, subdirector del Centro para la Fotónica Cuántica de la Universidad de Bristol, ha desarrollado los chips cuánticos de silicio. Como es bien sabido, el silicio es el material usado rutinariamente para la construcción a escala industrial de los microprocesadores presentes en todos los ordenadores, Smartphones (teléfonos inteligentes) y muchos otros aparatos electrónicos.

Sin embargo, a diferencia de los chips de silicio convencionales que actúan controlando la corriente eléctrica, estos nuevos chips cuánticos de silicio manipulan partículas individuales de luz (fotones) para realizar los cálculos. Estos circuitos cuánticos se aprovechan de dos extraños efectos de la mecánica cuántica:

Uno de ellos es la superposición cuántica. Este fenómeno se podría describir como la capacidad de una partícula para estar en dos lugares a la vez. El otro efecto es el entrelazamiento cuántico, un fenómeno en el que dos o más objetos (por ejemplo fotones) se enlazan entre sí de modo inextricable, hasta el punto de que medir ciertas propiedades de un objeto revela información sobre el otro (o los otros).

La tecnología desarrollada es compatible con las técnicas de fabricación industrial usadas para la microelectrónica convencional, lo que facilitará que estos nuevos chips cuánticos de silicio sean algún día producidos en cantidades industriales y a un costo razonable. Estos nuevos circuitos son además compatibles con la infraestructura de fibra óptica existente.

"Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia". Arthur C.Clarke

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QUANTUM ROUTER

Físicos chinos de la Universidad Tsinghau dan a conocer un 'router' que utiliza una señal de control cuántica para determinar la ruta de una señal cuántica de datos. Según informa Technology Review, los físicos han estado aprovechando desde hace algún tiempo la naturaleza cuántica de los fotones para transmitir información. Y al hacerlo han descubierto lo potente que puede ser la comunicación cuántica en comparación con la clásica.
En lugar de enviar 0 y 1 de código digital, los comunicadores cuánticos pueden enviar información en una superposición de estados que representan tanto 0 y 1 a la vez. Es más, pueden combinarse objetos cuánticos distintos, como por ejemplo un par de fotones, lo que significa que comparten la misma existencia incluso estando ampliamente separados. Eso conduce a una forma de información cuántica sin contrapartida clásica.
La información cuántica sustenta una serie de tecnologías emergentes que, para muchos físicos, tendrán un gran impacto en la sociedad del futuro: potentes ordenadores cuánticos, criptografía cuántica (casi) perfecta y un Internet cuántico para distribuir estas capacidades alrededor del planeta.
Sin embargo, existe un problema con esta visión cuántica del futuro. Por el momento, los físicos solo pueden enviar fotones que lleven información cuántica a lo largo de una sola fibra óptica.
Guiar los fotones por otra fibra es un proceso llamado enrutamiento, que utiliza una señal de control para determinar el destino y la vía de una señal de datos. Un router clásico simplemente lee los datos de la señal de control y dirige la señal de datos en consecuencia. 

Pero en el mundo cuántico, la lectura de una señal de control también la destruye. Por lo tanto, solo ha sido posible enrutar señales cuánticas de datos usando señales clásicas de control. Y a pesar de que resulta práctico, no permite que el proceso de enrutamiento saque todo el potencial de la información cuántica.
Xiuying Chang y algunos compañeros de la mencionada Universidad en China, anunciaron haber construido y probado el primer router cuántico capaz de utilizar una señal de control cuántica para determinar la ruta de una señal de datos cuántica. "Es la primera demostración de prueba de principio de un verdadero router cuántico", aseguran.
En este nuevo dispositivo, la información está codificada en la polarización de los fotones, ya sea de forma horizontal o vertical. El grupo chino comienza creando un solo fotón en una superposición de estados de polarización horizontal y vertical. 

A continuación, convierten ese fotón en un par de fotones de menor energía que se enredan, un proceso llamado conversión paramétrica a la baja. Ambos fotones están también en una superposición de estados de polarización.El router funciona mediante el uso de la polarización de uno de estos fotones como señal de control para determinar la ruta de la otra, la señal de datos. El dispositivo es simple, poco más que una colección de medio espejos para orientar fotones y placas de onda para la rotación de la polarización.
En primer lugar se sigue la ruta del fotón de datos, que está determinada por un conjunto de medio espejos que la envían de una forma u otra, dependiendo de su polarización. El truco está en configurar el router para que la polarización del fotón de control influya esta ruta.
El grupo chino lo consigue mediante la rotación de la polarización de los fotones de control utilizando placas de medio y un cuarto de onda, a medida que el fotón de datos llega a los medio espejos. El fenómeno cuántico del entrelazamiento asegura entonces que el fotón de datos sea dirigido en consecuencia. En efecto, el router funciona como una puerta lógica.
Por supuesto, el éxito del enrutamiento es una probabilidad como todos los otros fenómenos cuánticos. Chang y compañía han terminado su experimento verificando aquellas características que resultan parecidas a las de una puerta lógica del router, y garantizando que ambos fotones siguen enredados aún después de pasar por ella.
Este es un paso interesante hacia adelante, aunque el nuevo router tiene limitaciones significativas. La más importante es que puede manejar solamente un bit cuántico (o qubit) a la vez. Y puesto que el proceso de la conversión paramétrica a la baja no puede manejar más qubits, no se puede ampliar a un mayor número de qubits.
Eso no quiere decir que nunca lleguemos a tener routers cuánticos escalables. Varios grupos están trabajando en diferentes enfoques que tienen el potencial de poder ser ampliados.
El Internet cuántico está en camino, el progreso es constante, pero lento. 

"Dos cosas contribuyen a avanzar: ir más deprisa que los otros o ir por el buen camino". René Descartes 


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REPETIDORA PARA RED CUANTICA

Al pensar en una red de computadores convencional, un componente esencial de este tipo de sistemas lo constituye un elemento que amplifique y replique la señal en su trayecto de un emisor hacia un receptor a grandes distancias. Este dispositivo se denomina repetidora y en un esquema de una Internet Cuántica, su construcción presenta grandes desafíos, ello debido a que una señal cuantica arbitraria debe preservar su naturaleza cuántica, lo que significa que no es posible emplear los métodos convencionales de amplificación para tal fin.
A pesar de todo lo mencionado, la construcción de estos dispositivos puede ser alcanzada, para ello se emplea una característica de los sistemas cuánticos conocida como entrelazamiento (entanglement), en la cual dos partículas subatómicas, permanecen indefectiblemente interrelacionadas, si han sido generadas en un mismo proceso.
Estas partículas forman subsistemas que no pueden describirse separadamente. Cuando una de las dos partículas sufre un cambio de estado, la otra lo sufre automáticamente, lo cual sucede de forma instantánea y con independencia de la distancia que las separe en ese momento. Para que esta característica sea empleada en redes cuánticas a grandes distancias, es necesario emplear un entrelazamiento compartido, el cual permite realizar el teletransporte de un estado cuántico arbitrario.

El canal físico por donde se envía la información que permitirá interconectar los distintos computadores cuánticos es igual al empleado en las grandes redes como lo es la fibra óptica. 
Un esquema de repetidora cuántica puede ser llevado a cabo dividiendo el canal físico en pequeños segmentos, cuya longitud es determinada teniendo en cuenta las posibles perdidas de información debidas a efectos de decoherencia o de desorden de los qubits.
Los segmentos son conectados por nodos que son procesadores cuánticos operando con unos cuantos qubits, los cuales almacenan los estados cuánticos y realizan operaciones cuánticas que preservan el entrelazamiento, de tal manera que la información puede ser transferida de segmento a segmento. La fidelidad de la información en este tipo de sistemas puede ser manejada por un protocolo de purificación de entrelazamiento.
En la actualidad existen diversos esquemas tanto teóricos como experimentales para la creación de repetidoras cuánticas, sobresaliendo de entre ellos una reciente demostración de teleportación de alta fidelidad de fotones en una fibra óptica a través del río Danubio en Viena, Austria en 2004, lo que pronostica que en pocos años este tipo de dispositivos serán una realidad.
El entrelazamiento cuántico implica la noción de que las partículas se pueden conectar de tal manera que el cambio de estado de uno afecta al otro al instante, incluso cuando están a millas de distancia.
 
Científicos, procedentes de Gran Bretaña, Japón, Canadá y Alemania, creen que los ordenadores cuánticos súper rápidos, basado en bits cuánticos – o qubits – serán capaces de probar muchas soluciones posibles a un problema a la vez.

Los investigadores utilizaron los campos magnéticos de alta y baja temperatura para producir entrelazamiento entre el electrón y el núcleo de un átomo de fósforo embebido en un cristal de silicio.
El procedimiento se aplicó en paralelo a un gran número de átomos de fósforo, dijeron. El electrón y el núcleo se comporta como un pequeño imán, o los llamados ‘spin’, cada una de ellos puede representar un bit de información cuántica. Cuando se controla de la manera correcta, estos giros pueden interactuar entre sí.
 
Stephanie Simmons de la Universidad de Oxford dijo: “La clave para la generación de entrelazamiento era alinear primero todos los giros mediante el uso de altos campos magnéticos y bajas temperaturas”. “Una vez logrado esto, los giros se pueden hacer para interactuar entre sí utilizando microondas y pulsos de radiofrecuencia con el fin de crear el enredo, y luego demostrar que se ha hecho.” 

”El entrelazamiento cuántico implica una acción fantasmal a distancia”. Albert Einstein


“End of transmission”.

 
 

ATOMOS DE MEMORIA CUANTICA

Hasta hace algunos años, los dispositivos de computo cuántico tan solo podían en teoría procesar información, más no almacenarla. En el año 2004, un grupo integrado por científicos del Niels Bohr Institute, en Dinamarca, y el Max-Planck-Institut für Quantenoptik, en Garching, Alemania, desarrollaron una técnica experimental a través de la cual es posible almacenar impulsos de luz en átomos mediante un protocolo que confiere a la información almacenada un 70% de confiabilidad.
Esta memoria atómica, equivalente a una memoria ram de cualquier computadora actual, fue creada con un sistema gaseoso de átomos de Cesio, logrando retener información por cuatro milisegundos, lo cual significa que el ruido cuántico presente en el sistema durante este tiempo es mínimo, permitiendo que dos propiedades de la luz como lo son su amplitud y fase pueden transferirse a la materia con gran fidelidad.

Este hecho, aparentemente sencillo abre la posibilidad de crear una red constituida por computadores cuánticos, en la cual la transmisión de información se realiza a través de fotones por canales clásicos como lo es la fibra óptica, pero para ello es necesario contar con otro elemento de vital importancia y es la Repetidora Cuántica

Cada qubit de la memoria de un computador cuántico tiene que cumplir dos objetivos contradictorios, por un lado, debe estar aislado del entorno para evitar que la decoherencia cuántica destruya su estado y, por otro lado, debe poder interaccionar con otros sistemas cuánticos para que se pueda leer y/o escribir dicho estado. Parece imposible lograrlo, pero hay un truco obvio, almacenar el qubit en dos sistemas cuánticos bien separados, uno que esté bien aislado y permita un almacenamiento durante mucho tiempo, y otro que sea de fácil acceso.
Las memorias cuánticas de estado sólido cumplen con este requisito: utilizan el espín nuclear para almacenar los qubits de forma “permanente” y que acoplan, gracias a la llamada interacción hiperfina, dicho espín al de un electrón con el que se puede interaccionar mediante técnicas ópticas con rapidez y eficacia. Se han utilizado átomos de carbono 13 aislados en un diamante de carbono 12 ultrapuro a temperatura ambiente.
Se han utilizado átomos de fósforo 31 aislados en un bloque de silicio 29 ultrapuro como qubits a temperaturas criogénicas.
Ambas técnicas son muy prometedoras, sus análisis teóricos son optimistas, pero si se confirman será un paso enorme en dirección hacia la fabricación de ordenadores cuánticos de utilidad práctica.

"Somos nuestra memoria, somos ese quimérico museo de formas inconstantes, ese montón de espejos rotos". Jorge Luis Borges

"End of transmission".