Construyendo un ordenador cuántico, un frágil qubit a la vez

Prácticamente todas las computadoras modernas, desde el microcontrolador económico de su lavavajillas hasta el hardware de alta tecnología que procesa números para sistemas de inteligencia artificial, se basan en versiones de la misma tecnología: placas de silicio con patrones de estructuras microscópicas llamadas transistores. Los circuitos electrónicos que contienen transistores pueden alternar de forma rápida y fiable entre dos estados, normalmente denominados «0» y «1». Eso les permite almacenar y manipular bits, las unidades básicas de información.

Las computadoras cuánticas tienen el potencial de procesar información de formas nuevas y más potentes más allá de los simples 1 y 0, y de resolver ciertos problemas que son demasiado difíciles para sus primos «clásicos» ordinarios. Pero construir una máquina lo suficientemente potente como para cumplir esa promesa sigue siendo un desafío formidable. La computación cuántica aún no ha tenido su momento del transistor, y los investigadores siguen explorando muchos enfoques diferentes para desarrollar hardware cuántico.

Los enfoques actuales difieren ante todo en qué sistemas físicos utilizan como qubits, los bloques de construcción elementales de las computadoras cuánticas. A diferencia de los circuitos que almacenan bits clásicos, los qubits pueden exhibir fenómenos extraños como la superposición y el entrelazamiento que les otorgan una potencia computacional adicional. Pero estos efectos cuánticos también son muy frágiles, se ven fácilmente alterados por interacciones erráticas entre los qubits y el entorno circundante. Cada tecnología de qubits propuesta intenta conciliar dos propiedades que son difíciles de lograr simultáneamente: los qubits deben estar aislados de las perturbaciones externas, pero ser fáciles de manipular para los investigadores.