Conclusiones clave
- Una nueva investigación ha descubierto una manera de hacer bits cuánticos utilizando cristales.
- El descubrimiento podría ayudar a liberar el potencial de la revolución informática cuántica.
- Pero los expertos dicen que no debe esperar que las computadoras cuánticas reemplacen su computadora portátil en el corto plazo.
Los físicos están explotando las extrañas formas en que los átomos interactúan entre sí para construir computadoras cuánticas.
Los defectos atómicos en algunos cristales pueden ayudar a liberar el potencial de la revolución de la computación cuántica, según los descubrimientos realizados por investigadores de la Universidad Northeastern. Los científicos dijeron que habían descubierto una nueva forma de hacer un bit cuántico usando los cristales. Los avances en las tecnologías cuánticas, que implementan las propiedades de la física cuántica llamadas entrelazamiento, podrían permitir dispositivos más potentes y energéticamente eficientes.
"Enredo es una palabra elegante para referirse a la creación de una relación entre partículas que las hace actuar como si estuvieran unidas", dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico Vincent Berk, CRO y CSO de la empresa de computación cuántica Quantum Xchange.
"Esta relación es especial porque permite que las acciones en una partícula tengan un efecto en otra. Aquí es exactamente donde entra en juego el poder de la computación: cuando el estado de una cosa puede cambiar o afectar el estado de otra De hecho, basándonos en este loco enlace entrelazado, podemos representar todos los resultados posibles de un cálculo en solo unas pocas partículas".
Bits cuánticos
Los investigadores explicaron en un artículo reciente en Nature que los defectos en una clase particular de materiales, específicamente, los dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales, contenían las propiedades atómicas para hacer un bit cuántico, o qubit para abreviar, que es el edificio bloque para tecnologías cuánticas.
"Si podemos aprender a crear qubits en esta matriz bidimensional, eso es algo muy, muy importante", dijo en las noticias Arun Bansil, profesor de física en Northeastern y coautor del artículo. liberación.
Bansil y sus colegas examinaron cientos de combinaciones de materiales diferentes para encontrar aquellos capaces de albergar un qubit utilizando algoritmos informáticos avanzados.
"Cuando observamos muchos de estos materiales, al final, encontramos solo un puñado de defectos viables, alrededor de una docena más o menos", dijo Bansil. "Tanto el material como el tipo de defecto son importantes aquí porque, en principio, hay muchos tipos de defectos que se pueden crear en cualquier material".
Un hallazgo crítico es que el llamado defecto "antisitio" en las películas de los dicalcogenuros bidimensionales de metales de transición lleva consigo algo llamado "spin". El espín, también llamado momento angular, describe una propiedad fundamental de los electrones definida en uno de dos estados potenciales: arriba o abajo, dijo Bansil.
Un principio fundamental de la mecánica cuántica es que cosas como átomos, electrones, fotones interactúan constantemente en mayor o menor medida, dijo Mark Mattingley-Scott, director general de EMEA en la empresa de computación cuántica Quantum Brilliance, en un correo electrónico.
Si podemos aprender a crear qubits en esta matriz bidimensional, eso es algo muy, muy importante.
"Las computadoras cuánticas explotan esta interdependencia entre los qubits, que son esencialmente el sistema mecánico cuántico más simple posible, para aumentar drásticamente la cantidad de soluciones que podemos explorar en paralelo cuando ejecutamos un programa cuántico", agregó.
S alto cuántico
A pesar del reciente avance en qubits, no espere que las computadoras cuánticas reemplacen su computadora portátil en el corto plazo. Los investigadores aún no conocen el mejor sistema físico para construir una computadora cuántica, dijo Michael Raymer, profesor de física en la Universidad de Oregón que estudia computación cuántica, a Lifewire en un correo electrónico.
"Es probable que en la próxima década no haya un control de calidad universal a gran escala que pueda resolver cualquier problema cuántico bien planteado", dijo Raymer. "Entonces, la gente está construyendo prototipos usando varias 'plataformas' de materiales".
Algunos de los prototipos más avanzados utilizan iones atrapados, incluidos los construidos por empresas como ionQ y Quantinuum. "Estos tienen la ventaja de que todos los átomos de un solo tipo (por ejemplo, sodio) son estrictamente idénticos, una propiedad muy útil", dijo Raymer.
Las futuras aplicaciones de la computación cuántica son ilimitadas, dicen los impulsores.
"Responder a esta pregunta es similar a responder la misma pregunta sobre las computadoras digitales en la década de 1960", dijo Raymer. "Nadie predijo correctamente la respuesta entonces, y nadie puede hacerlo ahora. Pero la comunidad científica tiene plena confianza en que, si la tecnología tiene éxito, tendrá el mismo impacto que la revolución de los semiconductores de las décadas de 1990 y 2000"."
