Físicos canadienses ha demostrado por primera vez que es posible comprimir el tipo de datos válidos para los ordenadores del mañana, conocidos como bits cuánticos, o qubits.
Las computadoras cuánticas podrán buscar en bases de datos exponencialmente más rápido que los ordenadores convencionales. En parte, esto se debe a que un ordenador clásico procesa la información como 0 o 1, mientras otro cuántico puede almacenarla como los dos valores simultáneamente, por lo que pueden existir en una amplia gama de "superposiciones" de los dos estados.
Uno de los retos para estos nuevos ordenadores es la capacidad de comprimir los datos. Aephraim Steinberg, un físico cuántico de la Universidad de Toronto y sus colegas han trabajado para comprimir la información contenida en una serie de qubits idénticos. El estudio se publicará en Physical Review Letters.
En un ordenador convencional la tarea sería sencilla, ya que una serie de cualquier número de bits idénticos codifica esencialmente la misma información que un solo bit. Para los objetos cuánticos, sin embargo, este no es el caso. La naturaleza probabilística de la mecánica cuántica implica que la misma medición de qbits distintos, pero preparados de forma idéntica, reportará un rango de valores. Como tal, registrar con precisión el estado cuántico de un solo qubit consiste en tomar mediciones de múltiples copias idénticas y promediar los resultados.
Steinberg y su equipo han demostrado cómo reducir la proliferación de qubits aprovechando el hecho de que la mayor parte de la información codificada se refiere a su orden, en lugar de a su estado cuántico.
Por ejemplo, si tres qubits pueden estar cada uno en una superposición de 0 y 1, la medición de ellos daría ocho posibles resultados: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 o 111. Pero para las mediciones promediadas hay sólo cuatro opciones: 0, 1/3, 2/3 o 1. Por ejemplo, los rendimientos de 001 (0 + 0 + 1) / 3 = 1/3, así como 010 y 100 (los mismos dígitos, pero en un orden diferente); los rendimientos de 110 (1 + 1 + 0) / 3 = 2/3, al igual que 101 y 011.
La investigación se basa en el trabajo de un grupo de físicos teóricos dirigido por Isaac Chuang, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, que en 2006 demostró matemáticamente que es posible construir un circuito que puede separar permutación y estado de información en qubits de forma separada. Steinberg y sus colegas han demostrado experimentalmente una práctica versión de tres qubit de esa idea, utilizando un láser y otros componentes ópticos.
Normalmente cada qubit se codifica en un fotón, pero los autores lo mejoraron, utilizando sólo dos fotones para codificar tres qubits. Codifican los primeros dos qubits utilizando la polarización y la información de ruta de un fotón, y el tercer qubit utilizando la polarización de un segundo fotón.
El equipo dice que esta proporción aumentará exponencialmente a medida que el número de qubits aumente, con la información del estado de 1000 qubits representada por sólo 10, y que a partir de 1 millón de qubits se comprima en 20.
"End of transmission".
