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2022-06-08Presentación del mayor procesador fotónico cuántico hasta la fecha

CORDIS |Un novedoso chip de procesamiento fotónico cuántico de veinte modos, compatible con fuentes de luz de puntos cuánticos, impulsa la computación cuántica fotónica europea.

Los ordenadores cuánticos prometen llevar la computación mucho más allá de lo que los ordenadores actuales son capaces, pero este potencial aún no se ha hecho realidad. En su búsqueda de una forma de demostrar la supremacía cuántica, los investigadores que trabajan en el proyecto financiado con fondos europeos PHOQUSING están desarrollando un sistema computacional híbrido basado en una fotónica integrada puntera que combina procesos clásicos y cuánticos.

El objetivo del proyecto es desarrollar una máquina de muestreo cuántico que sitúe a Europa en la vanguardia de la computación cuántica fotónica. Con esto en mente, QuiX Quantum (los Países Bajos), socio del proyecto PHOQUSING, ha creado el mayor procesador fotónico cuántico compatible con puntos cuánticos (cristales semiconductores de tamaño nanométrico que emiten luz de varios colores cuando se iluminan con luz ultravioleta). El procesador es el componente central de la máquina de muestreo cuántico, un dispositivo de computación cuántica a corto plazo capaz de ofrecer una ventaja cuántica.

Tal y como se señala en una noticia publicada en el sitio web de QuiX Quantum: «Se cree que las máquinas de muestreo cuántico basadas en la luz son muy prometedoras a la hora de ofrecer una ventaja cuántica. El problema de extraer muestras de una distribución de probabilidad —un proceso demasiado complejo matemáticamente para un ordenador convencional— puede resolverse fácilmente dejando que la luz se propague [sic] a través de estas máquinas de muestreo cuántico. El elemento central de las máquinas de muestreo cuántico son los interferómetros ópticos lineales a gran escala, es decir, los procesadores fotónicos».

Un análisis detallado del chip

El procesador desarrollado por el equipo de investigación es un chip fotónico de nitruro de silicio de 20 modos con un tamaño récord que está optimizado para su uso en el rango de longitudes de onda del infrarrojo cercano y funciona a una longitud de onda de 925 nanómetros. Según se afirma en un vídeo de un seminario web en el que se presenta el procesador, es probable que los 20 modos de entrada, con 190 celdas unitarias y 380 elementos ajustables, hagan que este procesador sea el chip fotónico más complejo disponible en la actualidad. Además del gran número de modos, las características clave del procesador fotónico cuántico son las bajas pérdidas ópticas (de 2,9 decibelios por modo) y la alta fidelidad (99,5 % para las matrices de permutación y 97,4 % para las matrices aleatorias de Haar). El procesador preconfigurado también permite una interferencia cuántica de alta visibilidad (98 %).

Tal como el profesor Fabio Sciarrino, coordinador del proyecto PHOQUSING (PHOTONICS QUANTUM SAMPLING MACHINE) de la Sapienza Università di Roma (Italia) observa en la noticia de QuiX Quantum: «La tecnología fotónica de alto rendimiento consolidada que proporciona QuiX Quantum es crucial para el éxito del proyecto, ya que aborda la necesidad de una transición de la ciencia a la tecnología, un paso imprescindible para desarrollar una computación cuántica útil». El proyecto reúne a siete socios de Francia, Italia, los Países Bajos y Portugal: cinco organizaciones académicas y de investigación y dos industriales, todos ellos líderes europeos en el campo del procesamiento de la información cuántica y la fotónica integrada.

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