El sistema informático aprovecha las propiedades únicas de la luz y las combina con las pantallas digitales de uso cotidiano para acelerar la ejecución de operaciones complejas.
Ilustración representativa del sistema que simplifica las operaciones cuánticas. / Universidad de Witwatersrand
Un equipo de investigación de la Universidad de Witwatersrand ha logrado un avance revolucionario en la computación cuántica al combinar rayos láser y pantallas digitales de uso cotidiano. Este enfoque promete simplificar y abaratar los sistemas cuánticos, acelerando cálculos complejos en áreas como la logística, la inteligencia artificial y las finanzas, según un estudio publicado en APL Photonics.
El equipo, liderado por el Dr. Isaac Nape del Structured Light Lab, ha desarrollado un sistema informático que aprovecha las propiedades únicas de la luz para realizar operaciones cuánticas. "Los ordenadores tradicionales funcionan como centralitas telefónicas, procesando información como simples decisiones de sí o no. Nuestro enfoque permite a los rayos láser procesar múltiples posibilidades simultáneamente, aumentando drásticamente la potencia informática", explicó el Dr. Nape.
El sistema utiliza elementos accesibles como rayos láser, pantallas digitales similares a las de los proyectores y lentes simples. La innovación radica en vincular cómo la luz interactúa con estos dispositivos ópticos para realizar operaciones matemáticas complejas a la velocidad de la luz, un proceso que replica el funcionamiento de los ordenadores cuánticos.
El diseño simplifica las operaciones cuánticas al reducirlas a multiplicaciones y sumas, que son procesadas instantáneamente mediante la interacción de la luz con las pantallas digitales y las lentes.
Para validar su enfoque, el equipo implementó el algoritmo Deutsch-Jozsa, una prueba clave en computación cuántica. Este algoritmo, diseñado para determinar si una operación es aleatoria o predecible, fue ejecutado con éxito en el nuevo sistema. "Nuestro trabajo allana el camino para simular algoritmos cuánticos aún más complejos", señaló Mwezi Koni, estudiante y coautor del estudio. "Esto podría abrir nuevas y emocionantes posibilidades en áreas como la optimización cuántica y el aprendizaje automático cuántico".
El método desarrollado permite manejar niveles de información significativamente superiores a los de los ordenadores clásicos. Según Koni, "hemos demostrado que nuestro sistema puede procesar 16 niveles de información, en lugar de sólo los dos que se utilizan en los ordenadores clásicos (unos y ceros). "En teoría, podríamos ampliarlo para manejar millones de niveles, lo que sería un punto de inflexión para procesar información compleja".
Este avance podría tener un impacto profundo en áreas como la optimización cuántica, el aprendizaje automático cuántico y el análisis de datos a gran escala. La capacidad del sistema para realizar cálculos ultrarrápidos lo convierte en una herramienta esencial para resolver problemas que hoy en día son inalcanzables para los ordenadores convencionales."La luz es un medio ideal para este tipo de informática", afirma Hadrian Bezuidenhout, también estudiante y coautor del estudio. "Se mueve increíblemente rápido y puede procesar múltiples cálculos simultáneamente. Esto lo hace perfecto para manejar problemas complejos que las computadoras tradicionales tardarían mucho más en resolver".
El uso de componentes accesibles y asequibles sugiere que este enfoque podría democratizar el acceso a la computación cuántica, haciéndola más viable para una amplia gama de aplicaciones industriales y científicas. "Nuestro trabajo abre una puerta emocionante hacia un futuro donde la computación cuántica esté al alcance de más sectores", concluyó Koni.
Diego Tudares
Abogado.
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El autor, DIEGO TUDARES RORÍGUEZ, colaborador de MUNDIARIO, es abogado egresado de la URBE, aficionado a la política internacional, a los derechos humanos y al medioambiente. Seguidor de series de ficción, se confiesa lector y amante de los animales. @mundiario
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