✨︎ Resumen (TL;DR):
- Investigadores de ETH Zurich ejecutaron una puerta cuántica simultánea en más de 17,000 pares de átomos neutros.
- El sistema alcanzó una fidelidad de 99.91% y los resultados fueron publicados en la revista Nature.
- Este desarrollo perfila una solución técnica para construir procesadores cuánticos masivos y tolerantes a fallos.
Investigadores de la universidad ETH Zurich demostraron una puerta lógica cuántica que alcanza un 99.91% de fidelidad mientras opera simultáneamente en más de 17,000 pares de átomos neutros. El equipo publicó los resultados este miércoles en la revista Nature. El mecanismo presentado neutraliza imperfecciones experimentales comunes y acelera la creación de procesadores cuánticos a gran escala.
El proyecto fue liderado por el profesor Tilman Esslinger y el científico Konrad Viebahn. Los físicos tomaron una ruta distinta a los estándares actuales para construir esta puerta de dos qubits.
En lugar de depender de fases dinámicas meticulosamente calibradas, explotaron las fases geométricas. Fase geométrica es una propiedad topológica que define el resultado cuántico basándose en la trayectoria a través de un espacio de parámetros, en lugar de depender de la velocidad del proceso.
Para ejecutar la operación, el equipo ubicó átomos de potasio-40 en una red óptica. Esto generó configuraciones donde dos átomos ocupan el mismo sitio en la red, formando estados transitorios conocidos como “qubit doublon”.
La asimetría de intercambio de estos átomos, combinada con dichos estados, produce una holonomía cuántica de dos partículas donde las fases dinámicas se anulan por completo.
El resultado es una operación protegida contra las fluctuaciones y desequilibrios en los láseres del hardware cuántico. Las simetrías de reversión temporal otorgan todavía mayor resistencia al sistema.
Escala masiva frente a sistemas de iones
Otras plataformas cuánticas, como los sistemas de iones atrapados, presumen cifras de precisión ligeramente mayores. La empresa IonQ reportó un 99.99% en octubre de 2025. Sin embargo, esas pruebas miden pares de qubits individuales.
La verdadera distinción del equipo de ETH Zurich radica en el volumen operativo. Midieron el 99.91% en un sistema completo de más de 17,000 pares de átomos al mismo tiempo.
Las ventajas de los átomos neutros para el escalamiento de la computación cuántica son claras: * Operan miles de qubits simultáneamente. * Mantienen la estabilidad física sin requerir controles ambientales extremos. * Soportan métodos de bombeo topológico para transportar átomos por la red.
“Ahora podemos producir muchísimas puertas de intercambio con átomos neutros”, declaró Esslinger en un comunicado oficial de ETH Zurich.
Los autores del documento describen su trabajo como la introducción de “un nuevo paradigma para la lógica cuántica, transformando las simetrías fundamentales y la estadística cuántica en un recurso poderoso para la computación tolerante a fallos”.
El enfoque de átomos neutros compite frontalmente con los circuitos superconductores. Superar la barrera de la fidelidad masiva elimina uno de los bloqueos técnicos más complejos para comercializar esta tecnología.
