Un diamante especial es la clave para un sensor cuántico de código totalmente abierto

La computación cuántica es un sueño lejano o una realidad inminente, según a quién se le pregunte . Y si bien gran parte de la Quantum Village de este año, en la conferencia de seguridad Defcon de Las Vegas, se centra en la investigación emergente y el análisis de amenazas, los cofundadores de la Quantum Village, Victoria Kumaran y Mark Carney, también trabajan para que la tecnología cuántica ya disponible sea más accesible para los hackers y cualquier otra persona.

En una charla en el escenario principal de Defcon el sábado, ambos presentarán un sensor cuántico de código abierto y asequible que puede servir para diversos usos, desde tecnologías médicas hasta alternativas al GPS. Todo está alimentado por un diamante especial, pero asequible, con propiedades atómicas particulares. El diseño de primera generación podría ensamblarse por entre $120 y $160, dependiendo de los proveedores y los plazos de envío. La segunda versión que Kumaran y Carney presentarán este fin de semana puede construirse por aún menos, y ambos afirman que lanzarán una tercera versión este otoño, basada en pruebas y aportaciones de la comunidad, que esperan que cueste solo $50.

Los sensores cuánticos detectan variaciones extremadamente leves en los campos magnéticos y eléctricos, lo que permite mediciones ultraprecisas. Los relojes atómicos que marcan una hora casi perfecta, por ejemplo, son sensores cuánticos que se han utilizado durante décadas. Sin embargo, para los investigadores y entusiastas interesados en aprender más sobre la detección cuántica, la barrera de entrada ha sido bastante alta. Por ello, el proyecto "Uncut Gem", relativamente asequible y de código abierto, de Quantum Village crea una verdadera oportunidad para que más personas construyan sus propios sensores cuánticos y exploren la tecnología.

“Se pueden hacer cosas que antes no se podían hacer, como usar sensores cuánticos para empezar a construir dispositivos portátiles tipo resonancia magnética que se puedan usar en todo el mundo”, declaró Kumaran a WIRED antes de la presentación. “Se trata de diamantes con defectos, diamantes sintéticos, los recortes más baratos que se pueden conseguir. Creo que hay algo poético en que los diamantes sintéticos tengan esta utilidad”.

La mayoría de los componentes necesarios para el sensor cuántico son componentes informáticos estándar, pero el diamante debe ser lo que se conoce como un "diamante con nitrógeno vacante". Sus propiedades moleculares especiales se deben a la presencia de átomos de nitrógeno que reemplazan algunos átomos de carbono en su estructura atómica.

Además de sus posibles aplicaciones médicas, los sensores cuánticos pueden utilizarse en tecnologías de navegación alternativas que rastrean la interferencia de ondas electromagnéticas. Estas herramientas podrían utilizarse como alternativas locales al GPS en caso de fallos globales del sistema o interferencias dirigidas . La Fuerza Espacial de EE. UU. está probando actualmente lo que, según un comunicado, es el «sensor inercial cuántico de mayor rendimiento jamás probado en el espacio».

Sin embargo, para la gran mayoría de las personas que no tienen acceso a los sensores cuánticos de mayor rendimiento del mundo, el proyecto Uncut Gem representa una oportunidad para democratizar y expandir la tecnología de detección cuántica. El proyecto se suma a otros en diferentes campos del hacking que se han orientado hacia diseños y componentes accesibles y de bajo costo.

El investigador independiente Davide Gessa ha estado probando los esquemas y el código de Uncut Gem.

“Estoy en la fase final de la fundición del diamante con la electrónica; espero terminar el dispositivo en unas dos semanas”, declaró Gessa a WIRED. “Sigo las instrucciones del proyecto oficial, pero también realicé algunas modificaciones. Mi objetivo es aprovechar este dispositivo para realizar experimentos de computación cuántica y también usarlo para la generación de números aleatorios. Todas mis modificaciones serán de código abierto, para que todos puedan replicarlas y mejorarlas”.

Los prototipos de sensores Uncut Gem ya han podido detectar fluctuaciones de ondas magnéticas en una sala de conferencias caótica, así como el latido del corazón a pocos metros de un sujeto. El software es vital en la detección cuántica, ya que incluso el hardware más refinado y de alta calidad capta ruido ambiental que debe ser reconciliado y filtrado para enfocar la salida del sensor en la detección deseada.

"La razón por la que lo llamamos el primer proyecto completamente de código abierto es porque, según tengo entendido, otros artículos ofrecen algunos esquemas (y los hemos referenciado), pero no hay otro lugar al que se pueda acudir que tenga la PCB [placa de circuito impreso], la fuente de los diamantes, los diseños, los esquemas, el firmware y también un repositorio de conocimientos sobre su funcionamiento para que se pueda empezar", declaró Carney, de Quantum Village, a WIRED.

Aunque los sensores cuánticos, y sin duda el sensor Uncut Gem, aún tienen un largo camino por recorrer antes de ofrecer la precisión y facilidad de uso de un tricorder de Star Trek , Carney y Kumaran enfatizan que el propósito del proyecto es simplemente llevar la tecnología cuántica real al mundo lo más rápido posible.

“Publicar esto en código abierto es muy importante para nosotros”, dice Carney. “¿Es un buen sensor? Disculpen, pero ni hablar. Hay sensores mucho mejores. ¿Podría ser un sensor mejor? Por supuesto, y eso ocurrirá si logramos que la gente participe en el código abierto y lo itere”.