Diseño de redes cuánticas
Las tecnologías cuánticas prometen aplicaciones apasionantes, mucho más allá de lo que es posible con las plataformas actuales. La criptografía cuántica puede revolucionar la seguridad de las comunicaciones, los sensores cuánticos permiten medir cantidades con una precisión sin precedentes y los ordenadores cuánticos prometen resolver problemas que siguen siendo irresolubles con los sistemas actuales. Para hacerlos ampliamente accesibles y aprovechar todo su potencial, es necesario conectar ordenadores y dispositivos cuánticos. Esto da lugar a una internet cuántica, lo que plantea un reto importante, no sólo en la fabricación, sino también a la hora de diseñar, planificar y organizar redes cuánticas.
Las redes cuánticas conectan dispositivos cuánticos y construir prototipos y cambiarlos o cambiar la topología de la red es extremadamente costoso. La visión de Diseño de redes cuánticas (QND) es proporcionar software de simulación para diseñar, analizar y optimizar las redes cuánticas antes de construirlas. Estas simulaciones permiten mejorar la planificación, los estudios de viabilidad y la optimización de recursos.
A la hora de simular este tipo de redes, uno se enfrenta a un reto importante, ya que las mismas características que hacen que los dispositivos cuánticos acoplados sean tan potentes los hacen intrínsecamente difíciles de simular con las técnicas convencionales. El enfoque del QND para superar estas dificultades es doble: Por un lado, los métodos de simulación de vanguardia basados en conocimientos recientes para describir sistemas cuánticos llevan las simulaciones clásicas a sus límites. Junto con un diseño basado en la nube, se hacen factibles simulaciones precisas de redes de tamaño medio con modelos de error apropiados, aunque simplificados. Por otro lado, el QND ofrece métodos de simulación que utilizan prototipos de ordenadores cuánticos existentes, aunque adolecen de imperfecciones, para simular redes cuánticas de forma eficiente. Las imperfecciones son una característica deseada, ya que se aprovechan para simular con precisión el rendimiento de los dispositivos cuánticos del mundo real en una red. El método de simulación utilizado transforma el ruido inherentemente presente en los ordenadores cuánticos existentes para simular el ruido de los dispositivos de red y de los canales que los conectan. De este modo, las redes a gran escala se simulan con precisión, superando así la complejidad de simulación de crecimiento exponencial que limita las simulaciones clásicas de redes cuánticas. El simulador Q2Sim se convertirá en una herramienta central para el diseño de redes que allanará el camino hacia una Internet cuántica. Gracias al diseño de Q2Sim, también será posible utilizarlo con fines educativos para contribuir a la formación de ingenieros de redes cuánticas.
QND es una empresa derivada de la Universidad de Innsbruck, y sus fundadores, el profesor W. Dür y el doctor A. Pirker, cuentan con más de dos décadas de experiencia investigadora en redes cuánticas. Se encuentran entre los pioneros de las redes cuánticas y han participado en las primeras propuestas para hacer posible la comunicación cuántica de largo alcance mediante repetidores cuánticos. Ahora pretenden utilizar estos conocimientos para hacer realidad las redes cuánticas y situar a Austria en la vanguardia del desarrollo de la tecnología cuántica.
Fundador del QND Profesor Wolfgang Dür
Fundador del QND Dr. Alexander Pirker, PhD