Los beneficios potenciales de las computadoras cuánticas son enormes y afectan dominios como el descubrimiento de fármacos y la ciencia de materiales
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27 de diciembre de 2024
Investigadores del Gran Colisionador de Hadrones han descubierto que los quarks superiores exhiben una propiedad conocida como "magia " que podría hacer avanzar la computación cuántica.
Un par de investigadores gemelos descubrieron que cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) produce quarks superiores (las partículas fundamentales más pesadas conocidas) crea regularmente una propiedad conocida como "magia " .
Esta propiedad es una medida que describe la dificultad de un sistema cuántico para ser calculado por una computadora no cuántica , explica SciTechDaily .
El estudio, dirigido por profesores gemelos, muestra que el nivel de esta magia en los quarks superiores podría informar la necesidad de utilizar computadoras cuánticas en las simulaciones.
El estudio , cuyos resultados fueron presentados en un artículo publicado en Physical Review D , tiene implicaciones para el progreso de la computación cuántica .
La computación cuántica y el LHC
"Cuanto mayor es la magia , más necesitamos ordenadores cuánticos para describir el comportamiento", explica Martin White , profesor de la Universidad de Adelaida, que codirigió el estudio con su hermano gemelo, Chris White , físico de la Universidad Queen Mary de Londres.
“El estudio de las propiedades mágicas de los sistemas cuánticos nos permite obtener información significativa sobre el desarrollo y usos potenciales de las computadoras cuánticas”, dice Martin White.
El LHC del CERN es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo y consta de un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores con diversas estructuras aceleradoras a través de las cuales dos haces de partículas de alta energía viajan a una velocidad cercana a la de la luz antes de chocar.
La cantidad de magia que muestran los quarks top depende de qué tan rápido se mueven y de la dirección en la que viajan, lo que puede ser medido por los detectores ATLAS y CMS que observan los resultados de las colisiones de protones del LHC.
Avances en la computación cuántica
“La investigación cuántica se ha centrado durante mucho tiempo en el entrelazamiento cuántico , que ocurre cuando las partículas que interactúan se vinculan a distancia; Sin embargo, nuestro trabajo sobre magia explora la idoneidad de las partículas para construir potentes ordenadores cuánticos”, afirma White.
“El experimento ATLAS ya ha observado evidencia de entrelazamiento cuántico . Hemos demostrado que el LHC también puede observar patrones más complejos de comportamiento cuántico a las energías más altas que jamás se hayan intentado para este tipo de experimentos”.
Durante las últimas décadas, los científicos se han esforzado por construir computadoras cuánticas que aprovechen las leyes de la mecánica cuántica para lograr una potencia de procesamiento mucho mayor que la de las computadoras tradicionales.
Los beneficios potenciales de las computadoras cuánticas son enormes y afectan dominios como el descubrimiento de fármacos y la ciencia de materiales . Aprovechar este poder requiere estados cuánticos robustos y controlables , y la magia juega un papel clave para lograr ese control.
"Nuestra investigación allana el camino para una comprensión más profunda de la conexión entre la teoría de la información cuántica y la física de altas energías", afirma Martin White.
"Este descubrimiento no se trata sólo de las partículas más pesadas del universo, sino de desbloquear el potencial de un nuevo paradigma informático revolucionario", concluye White.
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