Investigadores demuestran que partículas exóticas pueden realizar toda operación necesaria para la computación cuántica universal

Un equipo de físicos de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago, Harvard, Stony Brook y la empresa de computación cuántica Quantinuum demostró que las cuasipartículas exóticas llamadas anyones no abelianos pueden realizar toda la gama de operaciones requeridas para la computación cuántica universal. El trabajo, publicado este mes en Nature (Vol. 655, Número 8123), usó 54 qubits entrelazados en el procesador de iones atrapados H2 de Quantinuum.

El resultado importa porque aborda uno de los obstáculos centrales para construir una computadora cuántica genuinamente útil: la corrección de errores. Los bits cuánticos son notoriamente frágiles, y el método líder para proteger la información cuántica del ruido, conocido como destilación de estado mágico, consume muchísimos recursos.

Los anyones no abelianos no existen como partículas fundamentales en la naturaleza como los electrones o fotones — son cuasipartículas emergentes que surgen del comportamiento colectivo de muchos qubits entrelazados bajo condiciones específicas. Lo que el equipo demostró por primera vez es que combinar el trenzado con una segunda operación llamada fusión desbloquea un “conjunto de puertas universal” completo.

“Demostramos un llamado conjunto de puertas universal — lo que significa que si almacenas información en estas versiones emergentes de quarks, y las mueves, puedes hacer cualquier cómputo cuántico que quieras,” dijo Ruben Verresen de la Universidad de Chicago. Henrik Dreyer de Quantinuum describió el enfoque más amplio en términos más directos: “Los códigos no abelianos son un caballo oscuro en la carrera hacia la corrección de errores cuánticos.”

La importancia práctica tiene que ver con la eficiencia más que con nueva capacidad bruta. Si la codificación basada en anyones no abelianos puede escalarse, podría reducir la sobrecarga de qubits físicos necesaria para la tolerancia a fallos.