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Un equipo de la Universidad de Oxford ha conseguido que dos procesadores cuánticos separados trabajen como si fueran uno solo gracias a la teletransportación de puertas lógicas, las operaciones básicas de cualquier algoritmo.
El estudio científico original, titulado ´Distributed Quantum Computing across an Optical Network Link´, se ha publicado recientemente en la revista Nature.
En esta ocasión, los físicos han unido dos pequeños “módulos” cuánticos mediante fibras ópticas y luz, formando un único ordenador cuántico distribuido. Esta arquitectura ataca de frente el gran problema del sector, la escalabilidad. En lugar de meter millones de cúbits en una sola máquina gigantesca, se conectan muchos equipos más pequeños, igual que hoy se hace con los superordenadores clásicos.
Cada módulo alberga iones atrapados, que actúan como cúbits. Algunos están dedicados a la red y otros al cálculo. Los investigadores crean entre ellos entrelazamiento cuántico mediante fotones, una especie de “hilo invisible” que conecta los dos procesadores. Sobre ese enlace realizan la teletransportación de una puerta control‑Z, una operación cuántica entre dos cúbits situados en módulos distintos, con una fidelidad cercana al 86 por ciento, un valor muy alto para este tipo de experimentos.
En este sentido, no se teletransporta materia. Lo que se “mueve” es información cuántica, la acción de una puerta lógica que aparece aplicada en el segundo procesador sin que los cúbits hayan viajado físicamente. Esa es la base de lo que se conoce como computación cuántica distribuida.
Para demostrar que no era solo un truco aislado, el equipo ejecutó un algoritmo completo de manera distribuida, la famosa búsqueda de Grover, que sirve para localizar un elemento en una base de datos desordenada con muchas menos operaciones que un ordenador convencional. El sistema obtuvo el resultado correcto en torno al 71 por ciento de las veces, suficiente para mostrar que el enfoque funciona y que se pueden encadenar varias puertas “no locales” entre módulos lejanos.
Los expertos en clima y en computación cuántica señalan que, en el futuro, máquinas cuánticas a gran escala podrían complementar a los sistemas clásicos y acelerar simulaciones muy complejas, por ejemplo al resolver ecuaciones que describen la atmósfera o el océano, o al ajustar miles de parámetros de un modelo climático sin disparar el consumo eléctrico del centro de cálculo.
En el sector energético ya hay señales de por dónde puede ir el camino. Iberdrola ya ha probado algoritmos cuánticos y “cuántico‑inspirados” para decidir dónde colocar grandes baterías en la red y cómo gestionar mejor la tensión, algo clave cuando cada vez hay más placas solares y aerogeneradores conectados. Estos pilotos muestran que la optimización cuántica puede ayudar a tener redes más estables, con más renovables y sin que se dispare la factura de la luz.
Además, varios estudios apuntan a que la computación cuántica podría ser una pieza más dentro de un modelo económico más circular. Mejores algoritmos permitirían usar menos recursos, reducir residuos y diseñar procesos industriales más eficientes, siempre que el desarrollo del hardware se haga también con criterios de eficiencia energética.
Hablamos de unos pocos cúbits de alta calidad y de sistemas que requieren criogenia, láseres muy estables y equipos muy especializados. El propio equipo de Oxford recuerda que escalar estos prototipos hasta sistemas capaces de resolver problemas reales del clima o de la energía seguirá siendo un reto técnico enorme durante muchos años.
En el fondo, lo que muestra este experimento es que la pieza que faltaba, conectar varios ordenadores cuánticos como si fueran uno solo, ya no es solo una idea sobre el papel. Funciona en el laboratorio y con algoritmos sencillos. El siguiente paso será añadir más módulos, reducir errores y empezar a probar aplicaciones que importen en la vida diaria, desde redes eléctricas más limpias hasta modelos climáticos más precisos que nos ayuden a anticipar olas de calor, sequías o temporales.
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