Tiempo de coherencia

La duración durante la cual los qubits de un procesador cuántico pueden mantener su estado cuántico para realizar cálculos.

El tiempo de coherencia es la duración durante la cual los cúbits de un procesador cuántico pueden mantener su estado cuántico (como la superposición o el entrelazamiento) para realizar cálculos. En la computación cuántica, los cúbits son altamente sensibles a su entorno. Cualquier perturbación externa, como fluctuaciones de temperatura, interferencia electromagnética o vibraciones físicas, hace que los cúbits pierdan sus propiedades cuánticas y decaigan a estados clásicos, un proceso destructivo conocido como decoherencia. Dado que los cálculos cuánticos deben completarse antes de que ocurra la decoherencia, el tiempo de coherencia determina el número máximo de puertas lógicas (operaciones) que un ordenador cuántico puede ejecutar en una sola ejecución. Si el tiempo de coherencia de un sistema es demasiado corto, los errores se acumulan rápidamente y el cálculo resulta inútil. En consecuencia, prolongar los tiempos de coherencia es uno de los obstáculos de ingeniería más críticos en el desarrollo de hardware cuántico. Para los inversores en tecnología, seguir los tiempos de coherencia entre plataformas de hardware competidoras (como cúbits superconductores, iones atrapados o átomos neutros) es una forma clave de evaluar la madurez tecnológica. Sin embargo, los inversores deben evaluar los tiempos de coherencia junto con la velocidad de las puertas y la fidelidad de las puertas. Un sistema con un tiempo de coherencia largo pero operaciones de puerta muy lentas puede realizar menos cálculos que un sistema con un tiempo de coherencia más corto pero velocidades de puerta ultrarrápidas.

Un procesador cuántico tiene un tiempo de coherencia de qubit de 100 microsegundos (0,0001 segundos). Si una sola operación de compuerta cuántica tarda 50 nanosegundos (0,00000005 segundos) en ejecutarse, el número máximo de operaciones que se pueden realizar antes de la decoherencia es 100.000 nanosegundos / 50 nanosegundos = 2.000 compuertas.