Alexander Holevo publica un artículo que muestra que n qubits pueden transportar más de n bits de información clásicos, pero como máximo n bits clásicos son accesibles (un resultado conocido como " teorema de Holevo " o "límite de Holevo").
RP Poplavskii publica "Modelos termodinámicos de procesamiento de información" (en ruso) [4] que muestra la inviabilidad computacional de simular sistemas cuánticos en computadoras clásicas, debido al principio de superposición .
1976
Roman Stanisław Ingarden , físico matemático polaco, publica el artículo "Teoría de la información cuántica" en Reports on Mathematical Physics, vol. 10, págs. 43–72, 1976 (el artículo se presentó en 1975). Es uno de los primeros intentos de crear una teoría de la información cuántica , y muestra que la teoría de la información de Shannon no puede generalizarse directamente al caso cuántico , sino que es posible construir una teoría de la información cuántica, que es una generalización de la teoría de Shannon, dentro de el formalismo de una mecánica cuántica generalizada de sistemas abiertos y un concepto generalizado de observables (los llamados semi-observables).
década de 1980
1980
Paul Benioff describe el primer modelo mecánico cuántico de una computadora. En este trabajo, Benioff demostró que una computadora podría operar bajo las leyes de la mecánica cuántica al describir una ecuación de Schrödinger de las máquinas de Turing , sentando las bases para futuros trabajos en computación cuántica. El artículo [5] fue presentado en junio de 1979 y publicado en abril de 1980.
Yuri Manin motiva brevemente la idea de la computación cuántica. [6]
En la primera Conferencia sobre Física de la Computación, celebrada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en mayo, [8] Paul Benioff y Richard Feynman dan charlas sobre computación cuántica. Benioff se basó en su trabajo anterior de 1980 que mostraba que una computadora puede funcionar según las leyes de la mecánica cuántica. La charla se tituló “Modelos hamiltonianos de mecánica cuántica de procesos discretos que borran sus propias historias: aplicación a máquinas de Turing”. [9] En la charla de Feynman, observó que parecía imposible simular eficientemente la evolución de un sistema cuántico en una computadora clásica, y propuso un modelo básico para una computadora cuántica. [10]
mil novecientos ochenta y dos
Paul Benioff desarrolla aún más su modelo original de máquina de Turing de mecánica cuántica. [11]
Bikas K. Chakrabarti y colaboradores del Instituto Saha de Física Nuclear , Calcuta, India, proponen que las fluctuaciones cuánticas podrían ayudar a explorar paisajes energéticos accidentados escapando de los mínimos locales de sistemas vítreos que tienen barreras altas pero delgadas mediante túneles (en lugar de trepar usando excitaciones térmicas). ), lo que sugiere la eficacia del recocido cuántico sobre el recocido simulado clásico . [18] [19]
David Deutsch y Richard Jozsa proponen un problema computacional que puede resolverse eficientemente con el algoritmo determinista de Deutsch-Jozsa en una computadora cuántica, pero para el cual no es posible ningún algoritmo determinista clásico. Este fue quizás el primer resultado en la complejidad computacional de las computadoras cuánticas, demostrando que eran capaces de realizar alguna tarea computacional bien definida de manera más eficiente que cualquier computadora clásica.
Ethan Bernstein y Umesh Vazirani proponen el algoritmo Bernstein-Vazirani . Es una versión restringida del algoritmo Deutsch-Jozsa donde, en lugar de distinguir entre dos clases diferentes de funciones, intenta aprender una cadena codificada en una función. El algoritmo Bernstein-Vazirani fue diseñado para demostrar una separación oracular entre las clases de complejidad BQP y BPP.
Grupos de investigación del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (Garching) [21] [22] y poco después del NIST (Boulder) [23] realizan experimentalmente las primeras cadenas cristalizadas de iones enfriados por láser. Los cristales de iones lineales constituyen la base de los qubits para la mayoría de los experimentos de simulación y computación cuántica con iones atrapados.
Isaac Chuang y Yoshihisa Yamamoto proponen una realización óptico-cuántica de una computadora cuántica para implementar el algoritmo de Deutsch. [24] Su trabajo introdujo la codificación de doble carril para qubits fotónicos.
Christopher Monroe y David Wineland del NIST ( Boulder, Colorado ) realizan experimentalmente la primera puerta lógica cuántica (la puerta NO controlada) con iones atrapados, siguiendo la propuesta de Cirac-Zoller. [26]
Lov Grover , de Bell Labs, inventa el algoritmo de búsqueda de bases de datos cuánticas . La aceleración cuadrática no es tan dramática como la aceleración para factorización, registros discretos o simulaciones físicas. Sin embargo, el algoritmo se puede aplicar a una variedad mucho más amplia de problemas. Cualquier problema que pueda resolverse mediante una búsqueda aleatoria de fuerza bruta puede aprovechar esta aceleración cuadrática en el número de consultas de búsqueda.
Se informa de la primera demostración experimental de un algoritmo cuántico. Jonathan A. Jones y Michele Mosca de la Universidad de Oxford utilizaron una computadora cuántica de RMN de 2 qubits en funcionamiento para resolver el problema de Deutsch y poco después Isaac L. Chuang del Centro de Investigación Almaden de IBM , en California, y Mark Kubinec y la Universidad. de California, Berkeley junto con compañeros de trabajo de la Universidad de Stanford y el MIT . [33]
Se informa sobre la primera computadora de RMN de 3 qubits en funcionamiento.
Bruce Kane propone una computadora cuántica de espín nuclear basada en silicio , que utiliza espines nucleares de átomos de fósforo individuales en silicio como qubits y electrones donantes para mediar en el acoplamiento entre qubits. [34]
Daniel Gottesman y Emanuel Knill demuestran de forma independiente que una determinada subclase de cálculos cuánticos se puede emular de manera eficiente con recursos clásicos ( teorema de Gottesman-Knill ). [37]
1999
Samuel L. Braunstein y sus colaboradores muestran que ninguno de los experimentos de RMN realizados hasta la fecha contiene ningún entrelazamiento; los estados cuánticos están demasiado mezclados. Esto se considera una prueba de que los ordenadores de RMN probablemente no producirían ventajas respecto de los ordenadores clásicos. Sin embargo, sigue siendo una cuestión abierta si el entrelazamiento es necesario para acelerar la computación cuántica. [38]
Gabriel Aeppli , Thomas Felix Rosenbaum y sus colegas demuestran experimentalmente los conceptos básicos del recocido cuántico en un sistema de materia condensada.
Arun K. Pati y Samuel L. Braunstein prueban el teorema cuántico de no eliminación . Esto es dual al teorema de no clonación que muestra que no se puede eliminar una copia de un qubit desconocido. Junto con el teorema de no clonación más fuerte, el teorema de no eliminación implica que la información cuántica no se puede crear ni destruir.
La primera computadora de RMN de 5 qubits en funcionamiento se demuestra en la Universidad Técnica de Munich , Alemania.
Se demuestra la primera ejecución del algoritmo de Shor en el Centro de Investigación Almaden de IBM y la Universidad de Stanford. El número 15 se factorizó utilizando 10 18 moléculas idénticas, cada una de las cuales contenía siete espines nucleares activos.
Noah Linden y Sandu Popescu demuestran que la presencia de entrelazamiento es una condición necesaria para una gran clase de protocolos cuánticos. Esto, junto con el resultado de Braunstein (ver 1999 arriba), puso en duda la validez del cálculo cuántico de RMN. [40]
Emanuel Knill, Raymond Laflamme y Gerard Milburn muestran que la computación cuántica óptica es posible con fuentes de fotón único, elementos ópticos lineales y detectores de fotón único, estableciendo el campo de la computación cuántica óptica lineal.
El Proyecto de hoja de ruta de tecnología y ciencia de la información cuántica, en el que participan algunos de los principales participantes en el campo, establece la hoja de ruta de la computación cuántica.
Un grupo dirigido por Gerhard Birkl (ahora en TU Darmstadt) demuestra el primer conjunto 2D de pinzas ópticas con átomos atrapados para computación cuántica con qubits atómicos. [43]
Físicos de la Universidad de Innsbruck muestran una teletransportación determinista de estados cuánticos entre un par de iones de calcio atrapados. [48]
El primer entrelazamiento de cinco fotones lo demuestra el equipo de Jian-Wei Pan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Chin; el número mínimo de qubits necesarios para la corrección universal de errores cuánticos. [49]
Dos equipos de físicos miden por primera vez la capacitancia de una unión Josephson . Los métodos podrían usarse para medir el estado de los bits cuánticos en una computadora cuántica sin alterar el estado. [50]
El Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad de Oxford, Inglaterra, enjauló un qubit en una "buckyball" (una molécula de buckminsterfullereno ) y demostró una corrección de errores cuánticos "bang-bang". [52]
Vlatko Vedral , de la Universidad de Leeds, y sus colegas de las universidades de Oporto y Viena, descubrieron que los fotones de la luz láser ordinaria pueden entrelazarse mecánicamente cuánticamente con las vibraciones de un espejo macroscópico. [54]
Samuel L. Braunstein de la Universidad de York junto con la Universidad de Tokio y la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología realizan la primera demostración experimental de teleclonación cuántica. [55]
Profesores de la Universidad de Sheffield desarrollan un medio para producir y manipular fotones individuales de manera eficiente a temperatura ambiente. [56]
Se teoriza un nuevo método de verificación de errores para las computadoras de unión Josephson. [57]
Se desarrolla una trampa de iones bidimensional para la computación cuántica. [59]
En la Universidad de Bonn se colocan siete átomos en una línea estable, un paso en el camino hacia la construcción de una puerta cuántica. [60]
Un equipo de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos) crea un dispositivo que puede manipular los estados de espín "arriba" o "abajo" de los electrones en puntos cuánticos. [61]
D-Wave Systems demuestra el uso de una computadora de recocido cuántico de 28 qubits. [100]
Un nuevo método criónico reduce la decoherencia y aumenta la distancia de interacción y, por tanto, la velocidad de la computación cuántica. [101]
Se demuestra una computadora cuántica fotónica. [102]
Se proponen qubits de espín de puntos cuánticos de grafeno. [103]
2008
Chip construido por D-Wave Systems Inc. diseñado para funcionar como un procesador de optimización cuántica adiabática superconductor de 128 qubit, montado en un soporte de muestra (2009)
Se describen los qubits de puntos cuánticos de grafeno . [105]
Los científicos logran almacenar un bit cuántico. [106]
Se demuestra el entrelazamiento qubit-qutrit 3D. [107]
Se idea la computación cuántica analógica. [108]
Se diseña el control de los túneles cuánticos. [109]
Se desarrolla la memoria enredada. [110]
Se desarrolla una puerta NOT superior. [111]
Se desarrollan qutrits. [112]
Puerta lógica cuántica en fibra óptica [113]
Se descubre un efecto Hall cuántico superior. [114]
Se informan estados de espín duraderos en puntos cuánticos. [115]
Se proponen imanes moleculares para la RAM cuántica. [116]
Las cuasipartículas ofrecen esperanzas de computadoras cuánticas estables. [117]
Se informa que el almacenamiento de imágenes puede tener un mejor almacenamiento de qubits. [118]
Se reportan imágenes entrelazadas cuánticas. [119]
El estado cuántico se altera intencionalmente en una molécula. [120]
La posición de los electrones se controla en un circuito de silicio. [121]
Un circuito electrónico superconductor bombea fotones de microondas. [122]
Se desarrolla la espectroscopia de amplitud. [123]
Se desarrolla una prueba de computadora cuántica superior. [124]
Se diseña un peine de frecuencia óptica. [125]
Se apoya el concepto de darwinismo cuántico. [126]
Se desarrolla la memoria qubit híbrida. [127]
Un qubit se almacena durante más de 1 segundo en un núcleo atómico. [128]
Se desarrolla una conmutación y lectura de qubits de espín electrónico más rápidas. [129]
Se describe la posibilidad de la computación cuántica sin entrelazamiento. [130]
D-Wave Systems afirma haber producido un chip de computadora de 128 qubit, aunque esta afirmación aún no se ha verificado. [131]
2009
El carbono 12 se purifica para tiempos de coherencia más prolongados. [132]
La vida útil de los qubits se extiende a cientos de milisegundos. [133]
Se informa de un control cuántico mejorado de los fotones. [134]
El entrelazamiento cuántico se demuestra a más de 240 micrómetros. [135]
La vida útil del Qubit se amplía en un factor de 1000. [136]
Se crea el primer procesador cuántico electrónico. [137]
El entrelazamiento de estados de gráficos de seis fotones se utiliza para simular las estadísticas fraccionarias de cualquiera que viva en modelos artificiales de celosía de espín. [138]
Se diseña un transistor óptico de una sola molécula. [139]
NIST lee y escribe qubits individuales. [140]
NIST demuestra múltiples operaciones informáticas en qubits. [141]
Se desarrolla la primera arquitectura cuántica de estado de clúster topológico a gran escala para óptica atómica. [142]
Se muestra una combinación de todos los elementos fundamentales necesarios para realizar computación cuántica escalable mediante el uso de qubits almacenados en los estados internos de iones atómicos atrapados. [143]
Investigadores de la Universidad de Bristol demuestran el algoritmo de Shor en un chip fotónico de silicio. [144]
Se informa sobre la computación cuántica con un conjunto de espín electrónico. [145]
Se desarrolla la llamada ametralladora de fotones para la computación cuántica. [146]
Se presenta la primera computadora cuántica programable universal. [147]
Los científicos controlan eléctricamente los estados cuánticos de los electrones. [148]
Google colabora con D-Wave Systems en tecnología de búsqueda de imágenes mediante computación cuántica. [149]
Se demuestra un método para sincronizar las propiedades de múltiples qubits de flujo CJJ rf-SQUID acoplados con una pequeña variedad de parámetros del dispositivo debido a variaciones de fabricación. [150]
Se realiza la computación cuántica de trampa de iones universal con qubits libres de decoherencia. [151]
Se informa sobre la primera computadora cuántica a escala de chip. [152]
década de 2010
2010
Los iones quedaron atrapados en una trampa óptica. [153]
Una computadora cuántica óptica con tres qubits calculó con gran precisión el espectro energético del hidrógeno molecular. [154]
El primer láser de germanio avanzó en el estado de las computadoras ópticas. [155]
Se desarrolló un qubit de un solo electrón [156]
Se informó del estado cuántico en un objeto macroscópico. [157]
Se desarrolló un nuevo método de enfriamiento de computadoras cuánticas. [158]
Se desarrolló una trampa de iones Racetrack. [159]
Se informó evidencia de un estado de Moore-Read en la meseta cuántica de Hall, [160] que sería adecuado para el cálculo cuántico topológico.
Se demostró una interfaz cuántica entre un solo fotón y un solo átomo. [161]
Se demostró el entrelazamiento cuántico de LED. [162]
El diseño multiplexado aumentó la velocidad de transmisión de información cuántica a través de un canal de comunicación cuántico. [163]
Se informó sobre un chip óptico de dos fotones. [164]
Se probaron trampas de iones planas microfabricadas. [165] [166]
Se informó sobre el entrelazamiento en un conjunto de espín de estado sólido [169]
MEDIODÍA Se informaron fotones en un circuito integrado cuántico superconductor. [170]
Se describió una antena cuántica. [171]
Se documentó la interferencia cuántica multimodo. [172]
Se informó sobre Resonancia Magnética aplicada a la computación cuántica. [173]
Se documentó la pluma cuántica para átomos individuales. [174]
Se informó del atómico "Racing Dual". [175]
Se informó un registro de 14 qubits. [176]
D-Wave afirmó haber desarrollado el recocido cuántico y presentó su producto llamado D-Wave One. La compañía afirma que esta es la primera computadora cuántica disponible comercialmente. [177]
La corrección de errores repetitivos se demostró en un procesador cuántico. [178]
Se demostró la memoria de computadora cuántica Diamond. [179]
Se desarrollaron los modos Q. [180]
Se demostró que la decoherencia estaba suprimida. [181]
Se informó sobre la simplificación de las operaciones controladas. [182]
Se documentaron iones entrelazados mediante microondas. [183]
Se informó sobre un aislante topológico Hall de espín cuántico. [186]
Se describió el concepto de dos diamantes unidos mediante entrelazamiento cuántico que podría ayudar a desarrollar procesadores fotónicos. [187]
2012
D-Wave afirmó haber realizado un cálculo cuántico utilizando 84 qubits. [188]
Los físicos crearon un transistor funcional a partir de un solo átomo. [189] [190]
Se informó sobre un método para manipular la carga de los centros vacantes de nitrógeno en diamantes. [191]
Se informó sobre la creación de un simulador cuántico de 300 qubits/partículas. [192] [193]
Se informó sobre la demostración de qubits topológicamente protegidos con un entrelazamiento de ocho fotones; un enfoque sólido para la computación cuántica práctica. [194]
Se informó del primer diseño de un sistema repetidor cuántico sin necesidad de memorias cuánticas. [196]
Se informó que la decoherencia se suprimió durante 2 segundos a temperatura ambiente mediante la manipulación de átomos de carbono-13 con láser. [197] [198]
Se informó la teoría de la expansión de la aleatoriedad basada en Bell con un supuesto reducido de independencia de medición. [199]
Se desarrolló un nuevo método de baja sobrecarga para la lógica cuántica tolerante a fallas llamado cirugía de celosía. [200]
2013
Se demostró un tiempo de coherencia de 39 minutos a temperatura ambiente (y 3 horas a temperaturas criogénicas) para un conjunto de qubits de espín de impurezas en silicio purificado isotópicamente. [201]
Se informó una extensión del tiempo para un qubit mantenido en estado superpuesto diez veces más de lo que se había logrado antes. [202]
Se desarrolló para la factorización el primer análisis de recursos de un algoritmo cuántico a gran escala que utiliza protocolos explícitos de corrección de errores y tolerancia a fallos. [203]
2014
Los documentos filtrados por Edward Snowden confirmaron el proyecto Penetrating Hard Targets, [204] mediante el cual la Agencia de Seguridad Nacional buscaba desarrollar una capacidad de computación cuántica con fines de criptografía . [205] [206] [207]
Investigadores de Japón y Austria publicaron la primera arquitectura de computación cuántica a gran escala para un sistema basado en diamantes. [208]
Los científicos de la Universidad de Innsbruck realizaron cálculos cuánticos en un qubit codificado topológicamente en estados entrelazados distribuidos en siete qubits de iones atrapados. [209]
Los científicos transfirieron datos mediante teletransportación cuántica a una distancia de 3,0 metros (10 pies) con una tasa de error del cero por ciento; un paso vital hacia una Internet cuántica. [210] [211]
2015
Se documentaron espines nucleares ópticamente direccionables en un sólido con un tiempo de coherencia de seis horas. [212]
Se documentó información cuántica codificada mediante simples impulsos eléctricos. [213]
Se documentó el código de detección de errores cuánticos utilizando una red cuadrada de cuatro qubits superconductores. [214]
D-Wave Systems Inc. anunció el 22 de junio que había superado la barrera de los 1.000 qubit. [215]
Se desarrolló con éxito una puerta lógica de silicio de dos qubits. [216]
2016
Los físicos dirigidos por Rainer Blatt unieron fuerzas con científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), dirigidos por Isaac Chuang, para implementar de manera eficiente el algoritmo de Shor en una computadora cuántica basada en una trampa de iones. [217]
IBM lanzó Quantum Experience, una interfaz en línea para sus sistemas superconductores. El sistema se utiliza inmediatamente para publicar nuevos protocolos en el procesamiento de información cuántica. [218] [219]
Google, utilizando una serie de 9 qubits superconductores desarrollados por el grupo Martinis y la UCSB , simuló una molécula de hidrógeno . [220]
Científicos de Japón y Australia inventaron una versión cuántica de un sistema de comunicaciones Sneakernet . [221]
2017
D-Wave Systems Inc. anunció la disponibilidad comercial general del recocido cuántico D-Wave 2000Q, que, según afirmó, tiene 2000 qubits. [222]
Se publicó un proyecto para una computadora cuántica de iones atrapados en microondas. [223]
IBM presentó una computadora cuántica de 17 qubits y una mejor forma de compararla. [224]
Los científicos construyeron un microchip que genera dos qudits entrelazados , cada uno con 10 estados, para un total de 100 dimensiones. [225]
Microsoft reveló Q# , un lenguaje de programación cuántica integrado con su entorno de desarrollo Visual Studio . Los programas se pueden ejecutar localmente en un simulador de 32 qubits o en un simulador de 40 qubits en Azure . [226]
IBM reveló una computadora cuántica de 50 qubits en funcionamiento que puede mantener su estado cuántico durante 90 microsegundos. [227]
Se anunció la primera teletransportación mediante satélite, que conecta estaciones terrestres a una distancia de 1400 km entre sí. [228] Los experimentos anteriores se realizaron en la Tierra , a distancias más cortas.
Los investigadores de Oxford utilizan con éxito una técnica de iones atrapados, en la que colocaron dos átomos cargados en un estado de entrelazamiento cuántico para acelerar las puertas lógicas en un factor de 20 a 60 veces, en comparación con las mejores puertas anteriores, lo que se traduce en 1,6 microsegundos de duración. con 99,8% de precisión. [232]
QuTech probó con éxito un procesador qubit de 2 espines basado en silicio. [233]
Google anunció la creación de un chip cuántico de 72 qubits, llamado "Bristlecone", [234] logrando un nuevo récord.
Intel comenzó a probar un procesador spin-qubit basado en silicio fabricado en la fábrica D1D de la compañía en Oregón. [235]
Intel confirmó el desarrollo de un chip de prueba superconductor de 49 qubits, llamado "Tangle Lake". [236]
Se documentó una plataforma fotónica integrada para información cuántica con variables continuas. [238]
El 17 de diciembre de 2018, la empresa IonQ presentó la primera computadora cuántica comercial de iones atrapados, con una longitud de programa de más de 60 puertas de dos qubits, 11 qubits completamente conectados, 55 pares direccionables, un error de puerta de un qubit de <0,03% y error de puerta de dos qubits de <1,0%. [239] [240]
El 21 de diciembre de 2018, el presidente Donald Trump promulgó la Ley de Iniciativa Cuántica Nacional , que establece los objetivos y prioridades de un plan decenal para acelerar el desarrollo de aplicaciones de ciencia y tecnología de la información cuántica en los Estados Unidos . [241] [242] [243]
2019
IBM Q System One (2019), la primera computadora cuántica comercial basada en circuitos
IBM presentó su primera computadora cuántica comercial, la IBM Q System One , [244] diseñada por Map Project Office y Universal Design Studio, con sede en el Reino Unido, y fabricada por Goppion. [245]
Físicos austriacos demostraron una simulación cuántica variacional, híbrida y autoverificada de modelos reticulares en materia condensada y física de alta energía utilizando un circuito de retroalimentación entre una computadora clásica y un coprocesador cuántico. [246]
La Universidad Griffith, la UNSW y la UTS, en asociación con siete universidades de Estados Unidos, desarrollan la cancelación de ruido para bits cuánticos mediante el aprendizaje automático, reduciendo el ruido cuántico en un chip cuántico al 0%. [247] [248]
Google reveló su procesador Sycamore , compuesto por 53 qubits. Un artículo del equipo de investigación de computadoras cuánticas de Google estuvo disponible brevemente a fines de septiembre de 2019, afirmando que el proyecto había alcanzado la supremacía cuántica . [251] [252] [253] Google también desarrolló un chip criogénico para controlar qubits desde un refrigerador de dilución. [254]
20 de abril: la UNSW Sydney desarrolla una forma de producir 'qubits calientes': dispositivos cuánticos que funcionan a 1,5 kelvin. [256]
11 de marzo: la UNSW realiza resonancia nuclear eléctrica para controlar átomos individuales en dispositivos electrónicos. [257]
23 de abril: Científicos australianos y de la Universidad de Tokio crean y prueban con éxito una solución al problema del cableado cuántico, creando una estructura 2D para qubits. Esta estructura se puede construir utilizando la tecnología de circuitos integrados existente y tiene una diafonía considerablemente menor. [258]
11 de febrero: los ingenieros cuánticos informan que crearon átomos artificiales en puntos cuánticos de silicio para la computación cuántica y que los átomos artificiales con una mayor cantidad de electrones pueden ser qubits más estables de lo que antes se creía posible. Habilitar computadoras cuánticas basadas en silicio puede hacer posible reutilizar la tecnología de fabricación de chips de computadora modernos "clásicos", entre otras ventajas. [261] [262]
14 de febrero: los físicos cuánticos desarrollan una nueva fuente de fotón único que puede permitir la conexión de computadoras cuánticas basadas en semiconductores que utilizan fotones al convertir el estado del espín de un electrón en la polarización de un fotón. Demostraron que pueden generar un solo fotón de forma controlada sin la necesidad de puntos cuánticos formados aleatoriamente o defectos estructurales en los diamantes. [263] [264]
25 de febrero – Los científicos visualizan una medición cuántica : al tomar instantáneas de los estados iónicos en diferentes momentos de la medición mediante el acoplamiento de un qutrit iónico atrapado al entorno fotónico, demostraron que los cambios en los grados de superposiciones y, por lo tanto, en las probabilidades de los estados después La medición ocurre gradualmente bajo la influencia de la medición. [265] [266]
Computadora cuántica IQM en funcionamiento instalada en Espoo, Finlandia en 20202 de marzo: los científicos informan haber logrado mediciones repetidas sin demolición cuántica del espín de un electrón en un punto cuántico de silicio : mediciones que no cambian el espín del electrón en el proceso. [267] [268]
11 de marzo: los ingenieros cuánticos informan que han controlado el núcleo de un solo átomo utilizando únicamente campos eléctricos. Esto se sugirió por primera vez como posible en 1961 y podría usarse para computadoras cuánticas de silicio que usan espines de un solo átomo sin necesidad de campos magnéticos oscilantes. Esto puede resultar especialmente útil para nanodispositivos , sensores precisos de campos eléctricos y magnéticos, así como para investigaciones fundamentales sobre la naturaleza cuántica . [269] [270]
19 de marzo: un laboratorio del ejército estadounidense anuncia que sus científicos analizaron la sensibilidad de un sensor Rydberg a campos eléctricos oscilantes en una enorme gama de frecuencias: de 0 a 10^12 Hz (el espectro hasta una longitud de onda de 0,3 mm). El sensor Rydberg podría usarse potencialmente para detectar señales de comunicaciones, ya que podría detectar señales de manera confiable en todo el espectro y compararse favorablemente con otras tecnologías de sensores de campo eléctrico establecidas, como los cristales electroópticos y la electrónica pasiva acoplada a antena dipolo. [271] [272]
23 de marzo: los investigadores informan que corrigieron la pérdida de señal en un prototipo de nodo cuántico que puede capturar, almacenar y entrelazar bits de información cuántica. Sus conceptos podrían utilizarse para componentes clave de repetidores cuánticos en redes cuánticas y ampliar su alcance más largo posible. [273] [274]
15 de abril: Los investigadores demuestran una celda unitaria de procesador cuántico de silicio de prueba de concepto que funciona a 1,5 kelvin, muchas veces más caliente que los procesadores cuánticos comunes que se están desarrollando. El hallazgo puede permitir la integración de la electrónica de control clásica con una matriz de qubits y reducir sustancialmente los costos. Los requisitos de refrigeración necesarios para la computación cuántica han sido considerados uno de los obstáculos más difíciles en este campo. [275] [276] [277] [278]
16 de abril: los científicos demuestran la existencia del efecto Rashba en perovskitas a granel . Anteriormente, los investigadores habían planteado la hipótesis de que las extraordinarias propiedades electrónicas, magnéticas y ópticas de los materiales, que lo convierten en un material comúnmente utilizado para células solares y electrónica cuántica , están relacionadas con este efecto, que hasta ahora no se había demostrado que estuviera presente en el material. [279] [280]
8 de mayo: los investigadores informan que han desarrollado una prueba de concepto de un radar cuántico que utiliza entrelazamiento cuántico y microondas que puede ser potencialmente útil para el desarrollo de sistemas de radar, escáneres de seguridad y sistemas de imágenes médicas mejorados. [281] [282] [283]
15 de junio: los científicos informan sobre el desarrollo del motor molecular sintético más pequeño , que consta de 12 átomos y un rotor de 4 átomos, que ha demostrado ser capaz de funcionar mediante una corriente eléctrica utilizando un microscopio de barrido electrónico y moverse incluso con cantidades muy bajas de energía. debido al túnel cuántico . [292] [293] [294]
17 de junio: los científicos cuánticos informan sobre el desarrollo de un sistema que entrelazó dos nodos de comunicación cuántica de fotones a través de un cable de microondas que puede enviar información intermedia sin que los fotones se envíen a través del cable ni lo ocupen. El 12 de junio se informó que también, por primera vez, entrelazaron dos fonones y borraron información de su medición una vez completada la medición mediante borrado cuántico de elección retardada . [295] [296] [297] [298]
18 de junio: Honeywell anuncia una computadora cuántica con un volumen cuántico de 64, el más alto hasta el momento. [299]
13 de agosto: se informa que se logró la protección de coherencia universal en un qubit de espín de estado sólido, una modificación que permite que los sistemas cuánticos permanezcan operativos (o " coherentes ") durante 10.000 veces más que antes. [300] [301]
26 de agosto: los científicos informan que la radiación ionizante de materiales radiactivos ambientales y los rayos cósmicos pueden limitar sustancialmente los tiempos de coherencia de los qubits si no están protegidos adecuadamente. [302] [303] [304]
Procesador de computadora cuántica Google Sycamore en 201928 de agosto: los ingenieros cuánticos que trabajan para Google informan sobre la simulación química más grande en una computadora cuántica : una aproximación Hartree-Fock con una computadora Sycamore emparejada con una computadora clásica que analizó los resultados para proporcionar nuevos parámetros para un sistema de 12 qubit. [305] [306] [307]
3 de diciembre: investigadores chinos afirman haber logrado la supremacía cuántica , utilizando un sistema fotónico de pico de 76 qubits (43 en promedio) conocido como Jiuzhang , que realizó cálculos a 100 billones de veces la velocidad de las supercomputadoras clásicas. [313] [314] [315]
29 de octubre: Honeywell presenta una suscripción a un servicio de computación cuántica, conocido como computación cuántica como servicio, con una computadora cuántica con trampa de iones. [316]
12 de diciembre: en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos (IEDM) del IEEE, IMEC muestra un chip multiplexor de RF que funciona a temperaturas tan bajas como unos pocos milikelvins, diseñado para computadoras cuánticas. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers desarrollaron un amplificador criogénico de bajo ruido (LNA) para amplificar señales de qubits, hecho de transistores de alta movilidad electrónica (HEMT) de fosfuro de indio (InP). [317]
21 de diciembre – Publicación de una investigación sobre la " comunicación cuántica contrafactual " – cuyo primer logro se informó en 2017 – mediante la cual se puede intercambiar información sin que ninguna partícula física viaje entre los observadores y sin teletransportación cuántica. [318] La investigación sugiere que esto se basa en alguna forma de relación entre las propiedades del momento angular modular. [319] [320] [321]
2021
6 de enero: investigadores chinos informan que han construido la red de comunicación cuántica integrada más grande del mundo, combinando más de 700 fibras ópticas con dos enlaces QKD tierra-satélite para una distancia total entre nodos de la red de redes de hasta ~4.600 km. . [322] [323]
15 de enero: investigadores en China informan sobre la transmisión exitosa de fotones entrelazados entre drones , utilizados como nodos para el desarrollo de redes cuánticas móviles o extensiones de redes flexibles, lo que marca el primer trabajo en el que se enviaron partículas entrelazadas entre dos dispositivos en movimiento. [326] [327]
27 de enero: BMW anuncia el uso de una computadora cuántica para la optimización de las cadenas de suministro. [328]
28 de enero: investigadores suizos y alemanes informan sobre el desarrollo de una fuente de fotón único altamente eficiente para TI cuántica con un sistema de puntos cuánticos activados en una microcavidad sintonizable que captura los fotones liberados por estos "átomos artificiales" excitados. [329] [330]
3 de febrero: Microsoft comienza a ofrecer un servicio de computación cuántica en la nube, llamado Azure Quantum. [331]
5 de febrero: los investigadores demuestran un primer prototipo de puertas de lógica cuántica para computadoras cuánticas distribuidas . [332] [333]
11 de marzo: Honeywell anuncia una computadora cuántica con un volumen cuántico de 512. [334]
13 de abril – En una preimpresión , un astrónomo describe por primera vez cómo se podrían buscar transmisiones de comunicaciones cuánticas enviadas por inteligencia extraterrestre utilizando tecnología de telescopios y receptores existentes. También proporciona argumentos de por qué las futuras búsquedas de SETI también deberían centrarse en las comunicaciones cuánticas interestelares. [335] [336]
7 de mayo: dos estudios complementan la investigación publicada en septiembre de 2020 sobre el entrelazamiento cuántico de dos osciladores mecánicos. [337] [338] [339]
8 de junio: investigadores de Toshiba logran comunicaciones cuánticas a través de fibras ópticas que superan los 600 km de longitud, una distancia récord mundial. [340] [341] [342]
29 de junio: IBM demuestra una ventaja cuántica. [345]
1 de julio: Rigetti desarrolla un método para unir varios chips de procesadores cuánticos. [346]
7 de julio: investigadores estadounidenses presentan un simulador cuántico programable que puede funcionar con 256 qubits, [347] [348] y en la misma fecha y diario otro equipo presenta un simulador cuántico de 196 átomos de Rydeberg atrapados en pinzas ópticas . [349]
25 de octubre: investigadores chinos informan que han desarrollado las computadoras cuánticas programables más rápidas del mundo. Se afirma que el Jiuzhang 2 , basado en fotones, calcula una tarea en un milisegundo, que de otro modo le habría llevado a una computadora convencional 30 billones de años completarla. Además, Zuchongzhi 2 es una computadora cuántica superconductora programable de 66 qubits que se afirma que es la computadora cuántica más rápida del mundo y que puede ejecutar una tarea de cálculo un millón de veces más compleja que Sycamore de Google , además de ser 10 millones de veces más rápida. [350] [351]
16 de noviembre: IBM afirma que ha creado un procesador de 127 bits cuánticos, ' IBM Eagle ', que según un informe es el procesador cuántico más potente conocido. Según el informe, la empresa aún no había publicado un artículo académico que describiera sus métricas, desempeño o capacidades. [354] [355]
2022
18 de enero: se presenta en Jülich (Alemania) el primer recocido cuántico de Europa con más de 5.000 qubits. [356]
14 de abril: el modelo H1-2 del sistema Quantinuum duplica su rendimiento y afirma ser la primera computadora cuántica comercial en superar el volumen cuántico 4096. [359]
26 de mayo: un equipo de físicos experimentales demuestra en Innsbruck (Austria) un conjunto universal de operaciones computacionales en bits cuánticos tolerantes a fallos. [360]
22 de junio: se demuestra el primer circuito integrado de computadora cuántica del mundo . [361] [362]
28 de junio: los físicos informan que la comunicación cuántica interestelar por parte de otras civilizaciones podría ser posible y ventajosa, identificando algunos desafíos y factores potenciales para detectarla. Pueden utilizar, por ejemplo, fotones de rayos X para comunicaciones cuánticas establecidas de forma remota y teletransportación cuántica como modo de comunicación. [363] [364]
15 de agosto: Nature Materials publica el primer trabajo que muestra la inicialización óptica y el control coherente de qubits de espín nuclear en materiales 2D (un nitruro de boro hexagonal ultrafino). [366]
24 de agosto – Nature publica la primera investigación relacionada con un conjunto de 14 fotones entrelazados con alta eficiencia y de forma definida. [367]
29 de agosto: Físicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica generan de manera determinista estados gráficos entrelazados de hasta 14 fotones utilizando un átomo de rubidio atrapado en una cavidad óptica. [369]
2 de septiembre: investigadores de la Universidad de Tokio y otras instituciones japonesas desarrollan un método sistemático que aplica la teoría de control óptimo (algoritmo GRAPE) para identificar la secuencia teóricamente óptima entre todas las secuencias de operaciones cuánticas concebibles. Es necesario completar las operaciones dentro del tiempo que se mantenga el estado cuántico coherente. [370]
30 de septiembre: investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur logran un tiempo de coherencia de dos milisegundos, 100 veces mayor que el punto de referencia anterior en el mismo procesador cuántico. [371]
9 de noviembre: IBM presenta su procesador cuántico 'Osprey' de 433 qubit, el sucesor de su sistema Eagle . [372] [373]
1 de diciembre: la primera computadora cuántica portátil del mundo entra al comercio en Japón . Con tres variantes, con un máximo de 3 qubits, están destinados a la educación. Se basan en la resonancia magnética nuclear (RMN), "la RMN tiene capacidades de escala extremadamente limitadas" y el dimetilfosfito . [374] [375] [376]
2023
3 de febrero – En la Universidad de Innsbruck, unos investigadores entrelazan dos iones a una distancia de 230 metros. [377]
8 de febrero: Alpine Quantum Technologies (AQT) demuestra un volumen cuántico de 128 en su sistema informático cuántico PINE compatible con bastidor de 19 pulgadas, un nuevo récord en Europa. [378]
17 de febrero: se propone la computación cuántica basada en fusión [379]
27 de marzo: se inaugura el primer enlace de red de telecomunicaciones basado en computación cuántica de la India. [380]
14 de junio: los científicos informáticos de IBM informan que una computadora cuántica produjo mejores resultados para un problema de física que una supercomputadora convencional . [381] [382]
21 de junio – Microsoft declara que está trabajando en una computadora cuántica topológica basada en fermiones de Majorana , con el objetivo de llegar dentro de 10 años a una computadora capaz de realizar al menos un millón de operaciones por segundo con una tasa de error de una operación cada 1.000. mil millones (correspondientes a 11 días ininterrumpidos de cálculo). [383]
13 de octubre: investigadores de TU Darmstadt publican la primera demostración experimental de una matriz de qubits con más de 1000 qubits: [384] [385] Una matriz atómica de 3000 sitios basada en una configuración 2D de pinzas ópticas [386] contiene hasta 1305 átomos qubits.
24 de octubre: Atom Computing anuncia que ha "creado una matriz atómica de 1225 sitios, actualmente poblada con 1180 qubits", [387] basada en átomos de Rydberg . [388]
6 de diciembre: un grupo dirigido por Misha Lukin de la Universidad de Harvard crea un procesador cuántico programable basado en qubits lógicos que utilizan matrices de átomos neutros reconfigurables. [392]
2024
8 de mayo: investigadores fusionaron de manera determinista pequeños estados cuánticos en estados con hasta ocho qubits [393]
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