Tecnologías para la computación cuántica

Hay hasta 18 tecnologías que están siendo investigados para la computación cuántica. Cada una tiene sus ventajas y limitaciones. El grupo de Blatt está trabajando en un qubit basado en una transición óptica de iones atrapados de calcio 40.

Los qubits de iones atrapados “tienen propiedades de coherencia exquisitas, se pueden preparar y medir con eficiencia cercana al 100 %, y se entrelazan fácilmente unos con otros a través de la interacción de Coulomb o interconexiones fotónicas remotas”, escribe Chris Monroe del Joint Quantum Institute en Science. Su grupo está utilizando iones de iterbio, otros  investigadores están estudiando otros iones atrapados. Tanto los grupos de Innsbruck y JQI han escalado experimentos para 15 o 16 qubits, a medio camino de los 30 qubits que Monroe dice que se necesitan para simular el comportamiento de un sistema mecánico-cuántico que son demasiado complejos para las computadoras digitales actuales.

Otros tipos de qubits pueden ser mejores para otros tipos de operaciones, dice Klaus Ensslin del Instituto Federal Suizo de Tecnología ( ETH, Zurich, Suiza). Investigadores suizos están estudiando muchos tipos de qubits para aplicaciones potenciales. Una preocupación es el corto tiempo de vida de los estados cuánticos con respecto al mundo exterior. ” Para hacer funcionar un ordenador cuántico, se debe aislar el sistema cuántico de su entorno, pero también hay que leerlo”, dice Ensslin. El espín de un solo electrón en un punto cuántico es atractivo porque se acopla débilmente a su entorno. Los qubits de puntos cuánticos son difíciles de manipular, pero dice que su gran atractivo es la posible facilidad de escalado en nanoestructuras semiconductoras. Otros están estudiando enfoques donde la protección es topológica –  ingeniería cuántica para mejorar la coherencia y reducir el ruido.

Otros tipos de tecnología de la computación cuántica son:

• Los átomos neutros y moléculas con estados internos de larga duración, se enfrían, atrapan y entrelazan para crear qubits.
• Circuitos de unión Josephson superconductoras.
• Medición óptica de los estados cuánticos de los fotones.
• Efectos de resonancia magnética nuclear