Un equipo de físicos de la Universidad de Aalto ha superado los límites de la computación cuántica al alcanzar un tiempo de coherencia récord de un milisegundo en un qubit transmon, marcando un avance significativo en el campo.
Liderado por el profesor Mikko Möttönen, el grupo de investigación Quantum Computing and Devices (QCD) midió un tiempo máximo de coherencia eco de 1.06 milisegundos, con una mediana de 0.5 milisegundos. Esto supera ampliamente los registros científicos previos, que apenas alcanzaban los 0.6 milisegundos.
"Acabamos de medir un tiempo de coherencia eco para un qubit transmon que llegó a un milisegundo como máximo, con una mediana de medio milisegundo", explicó Mikko Tuokkola, el estudiante de doctorado que realizó y analizó las mediciones. Los resultados del equipo fueron publicados en la prestigiosa revista Nature Communications el 8 de julio.
El tiempo de coherencia de un qubit es un parámetro crucial en la computación cuántica, ya que determina cuánto tiempo un bit cuántico puede mantener su estado antes de que ocurran errores debido al ruido ambiental. Una mayor coherencia permite que las computadoras cuánticas ejecuten operaciones más complejas sin errores y reduce la sobrecarga necesaria para la corrección de errores cuánticos, acercando a los investigadores a lograr una computación cuántica tolerante a fallos.
Este avance fue posible gracias a qubits transmon de alta calidad fabricados en las instalaciones de sala limpia de la Universidad de Aalto, utilizando películas superconductoras suministradas por el Centro de Investigación Técnica de Finlandia (VTT). Los investigadores han documentado su enfoque de manera exhaustiva para que pueda ser reproducido por grupos de investigación en todo el mundo.
"Las computadoras cuánticas están a punto de volverse útiles gracias al aumento en la coherencia y fidelidad de los qubits", explicó el profesor Möttönen. "Las primeras aplicaciones parecen estar en la resolución de problemas matemáticos difíciles pero cortos, como los problemas de optimización binaria de alto orden". Anticipa aplicaciones industriales y comerciales dentro de los próximos cinco años, inicialmente mediante algoritmos NISQ (Quantum de Escala Intermedia y Ruidosa) y posteriormente en máquinas con corrección de errores ligera.
Este logro forma parte de las iniciativas cuánticas más amplias de Finlandia, incluyendo el Finnish Quantum Flagship y el Centro de Excelencia en Tecnología Cuántica de la Academia de Finlandia. Para acelerar futuros avances, el grupo QCD ha abierto vacantes para un miembro senior y dos investigadores postdoctorales.