Los investigadores han desarrollado un nuevo método para mejorar significativamente el rendimiento de la tecnología cuántica mediante el uso de la correlación cruzada de dos fuentes de ruido para extender el tiempo de coherencia, mejorar la fidelidad del control y aumentar la sensibilidad para la detección de alta frecuencia. Esta estrategia innovadora aborda desafíos clave en los sistemas cuánticos, ofreciendo un aumento diez veces mayor en la estabilidad y allanando el camino para dispositivos cuánticos más confiables y versátiles.

Los investigadores han logrado un gran avance en la tecnología cuántica al desarrollar un nuevo método que mejora drásticamente la estabilidad y el rendimiento de los sistemas cuánticos. Este trabajo pionero aborda los desafíos de larga data de la decoherencia y el control imperfecto, allanando el camino para dispositivos cuánticos más confiables y sensibles.

Las tecnologías cuánticas, incluidas las computadoras cuánticas y los sensores, tienen un inmenso potencial para revolucionar diversos campos como la computación, la criptografía y la imagen médica. Sin embargo, su desarrollo se ha visto obstaculizado por los efectos perjudiciales del ruido, que puede interrumpir los estados cuánticos y provocar errores.

Muchos enfoques tradicionales para mitigar el ruido en los sistemas cuánticos se centran principalmente en la autocorrelación temporal, que examina cómo se comporta el ruido en el tiempo. Si bien son efectivos hasta cierto punto, estos métodos se quedan cortos cuando están presentes otros tipos de correlaciones de ruido.

La investigación fue llevada a cabo por expertos en física cuántica, el estudiante de doctorado Alon Salhov bajo la dirección del profesor Alex Retzker de la Universidad Hebrea, el estudiante de doctorado Qingyun Cao bajo la dirección del profesor Fedor Jelezko y el Dr. Genko Genov de la Universidad de Ulm y el profesor Jianming Cai de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong. Han introducido una estrategia innovadora que aprovecha la correlación cruzada entre dos fuentes de ruido. Al explotar la interferencia destructiva del ruido correlacionado cruzadamente, el equipo logró extender significativamente el tiempo de coherencia de los estados cuánticos, mejorar la fidelidad del control y mejorar la sensibilidad para la detección cuántica de alta frecuencia.

Los principales logros de esta nueva estrategia incluyen:

Aumento diez veces mayor en el tiempo de coherencia: La duración durante la cual la información cuántica permanece intacta se extiende diez veces más que con los métodos anteriores.

Fidelidad de control mejorada: La precisión mejorada en la manipulación de sistemas cuánticos conduce a operaciones más precisas y confiables.

Sensibilidad superior: La capacidad de detectar señales de alta frecuencia supera el estado actual de la técnica, lo que permite nuevas aplicaciones en la detección cuántica.

Alon Salhov, dijo: “Nuestro enfoque innovador amplía nuestra caja de herramientas para proteger los sistemas cuánticos del ruido. Al centrarnos en la interacción entre múltiples fuentes de ruido, hemos desbloqueado niveles de rendimiento sin precedentes, acercándonos a la implementación práctica de las tecnologías cuánticas”.

Este avance no solo marca un salto significativo en el campo de la investigación cuántica, sino que también es prometedor para una amplia gama de aplicaciones. Las industrias que se basan en mediciones altamente sensibles, como la atención médica, se beneficiarían enormemente de estas mejoras.