Investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder han desarrollado un dispositivo del tamaño de un microchip que podría acelerar drásticamente el futuro de la computación cuántica. El dispositivo, un modulador de fase óptico, controla las frecuencias del láser con extrema precisión, al tiempo que utiliza mucha menos energía que los sistemas voluminosos actuales.

Publicada en la revista Nature Communications, la investigación detalla cómo este nuevo chip, casi 100 veces más delgado que un cabello humano, está diseñado para controlar con precisión la luz láser, una capacidad crucial para operar futuros ordenadores cuánticos. Estos ordenadores pueden requerir miles o incluso millones de qubits, las unidades fundamentales de la información cuántica.

Una ventaja clave de esta nueva tecnología es su capacidad de fabricación. A diferencia de los componentes actuales de la computación cuántica, que a menudo se construyen a medida, este chip se fabrica utilizando técnicas estándar de fabricación de chips. Esto abre la puerta a la producción en masa, lo que podría permitir la creación de máquinas cuánticas mucho más grandes y potentes que cualquier cosa posible en la actualidad. "Esto supone un cambio radical, ya que nos permite pasar de la fabricación a medida y única a la fabricación escalable", afirma Jake Freedman, investigador principal del proyecto.

La computación cuántica promete revolucionar campos como la medicina, la ciencia de los materiales y la inteligencia artificial, resolviendo problemas que son intratables incluso para los ordenadores clásicos más potentes. Sin embargo, el desarrollo de ordenadores cuánticos prácticos se ha visto obstaculizado por la complejidad y el coste de la construcción y el mantenimiento del hardware necesario. Los sistemas cuánticos actuales suelen requerir láseres grandes y de alto consumo energético, así como complejas configuraciones ópticas para controlar los qubits.

El nuevo chip aborda estos retos integrando los elementos de control óptico en un único dispositivo pequeño y de bajo consumo. Esta miniaturización no sólo reduce el tamaño y el consumo de energía de los ordenadores cuánticos, sino que también los hace más estables y fiables. "Al integrar todos estos componentes en un único chip, podemos reducir significativamente la complejidad y el coste de la construcción de ordenadores cuánticos", explica Freedman.

El desarrollo de este chip representa un paso importante hacia la realización del potencial de la computación cuántica. Aunque los ordenadores cuánticos aún no están listos para sustituir a los ordenadores clásicos en las tareas cotidianas, ya están mostrando su potencial en aplicaciones específicas, como el descubrimiento de fármacos y el diseño de materiales. La capacidad de producir en masa componentes de computación cuántica podría acelerar el desarrollo de ordenadores cuánticos más potentes y versátiles, lo que conduciría a avances en estos y otros campos.

Los investigadores están trabajando ahora para integrar múltiples chips en sistemas cuánticos más grandes y para explorar nuevas aplicaciones para la tecnología. El equipo cree que este nuevo chip podría allanar el camino para el desarrollo de ordenadores cuánticos que no sólo sean más potentes, sino también más accesibles y asequibles.