Computadoras cuánticas existen hoy, aunque son versiones limitadas y reducidas de lo que esperamos explotado por completo computadoras cuánticas van a poder hacer en el futuro.
Pero ahora, los investigadores han desarrollado hardware para una 'computadora probabilística', un dispositivo que podría cerrar la brecha entre las computadoras cuánticas genuinas y las PC y Mac estándar que tenemos hoy.
El truco especial que puede hacer una computadora probabilística es resolver problemas cuánticos sin ser realmente cuántico, por así decirlo. Lo hace usando un bit P, que el equipo detrás de esta investigación describe como un "qubit de pobre".
Mientras que los bits informáticos clásicos pueden almacenar un 1 o un 0, los qubits pueden ser ambos al mismo tiempo, gracias a las leyes de computación cuántica
Al controlar cuidadosamente estas fluctuaciones, los científicos pueden abordar cálculos de un tipo que generalmente se considera computación cuántica problemas, pero sin un real computadora cuántica.
Como beneficio adicional, los p-bits funcionan a temperatura ambiente, mientras que los qubits necesitan condiciones súper frías para funcionar correctamente, por lo que son más fáciles de adaptar a las computadoras existentes.
"Hay un subconjunto útil de problemas que se pueden resolver con qubits que también se pueden resolver con p-bits" dice el ingeniero eléctrico e informático Supriyo Datta, de la Universidad de Purdue en Indiana. "Se podría decir que una p-bit es el 'qubit de un hombre pobre'".
El resultado de la investigación fue una modificación. memoria magnetoresistiva de acceso aleatorio (MRAM), utilizado para almacenar información en algunas de las computadoras actuales. Las orientaciones magnéticas se utilizan para crear estados de resistencia que representan 1s o 0s.
Ocho de estas unidades p-bit MRAM hechas a medida se unieron con un chip controlador para formar una computadora probabilística, una en la que es probable que las unidades adopten un valor específico (que es de donde proviene el nombre "probabilístico").
Los investigadores pudieron resolver factorización entera problemas, donde los números se dividen en múltiplos más pequeños. Esto generalmente se considera un problema cuántico, uno en el que las computadoras cuánticas se destacarían: las computadoras clásicas pueden hacerlo, de manera más lenta y menos eficiente.
Esta computadora probabilística y sus bits p representan algún tipo de punto medio entre los dos. Los investigadores sugieren que las máquinas p-bit completamente realizadas manejarían la factorización de enteros y problemas similares utilizando menos espacio y energía que las computadoras actuales.
"En un chip, este circuito ocuparía la misma área que un transistor, pero realizaría una función que habría requerido la ejecución de miles de transistores". dice el ingeniero informático y eléctrico Ahmed Zeeshan Pervaiz de la Universidad de Purdue.
"También funciona de una manera que podría acelerar el cálculo a través de la operación paralela de una gran cantidad de p-bits".
Esta máquina tendrá que ampliarse y perfeccionarse aún más para ser de uso práctico, pero los investigadores piensan que esos avances podrían no estar muy lejos. Estos dispositivos pueden hacerse cargo de las computadoras clásicas para ciertos problemas, hasta que finalmente llegue la revolución de la computación cuántica.
Los científicos están progresando, pero todavía hay un camino por recorrer antes de que los qubits sean estables y lo suficientemente prácticos como para realmente ejecutar las sumas que necesitamos para que funcionen y escalen adecuadamente. Hacer qubits y conectarlos juntos sigue siendo un desafío difícil.
"En el futuro cercano, los p-bits podrían ayudar mejor a una máquina a aprender como lo hace un humano u optimizar una ruta para que los bienes viajen al mercado". dice uno de los investigadores, Kerem Camsari.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.