La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera cuántica acelera el desarrollo del chip cuántico de silicio

La carrera mundial para crear procesadores cuánticos mejores y más confiables está progresando rápidamente. Un un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen mostraron que la información cuántica de un giro de electrones puede ser transportada a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits cuánticos a través del chip y permitir escalar hasta grandes cantidades de qubits. Su trabajo fue publicado en la revista Science.

La computadora cuántica del futuro podrá realizar cálculos mucho más allá de la capacidad de las computadoras actuales. Las superposiciones cuánticas y el enredo de bits cuánticos (qubits) hacen posible realizar cálculos paralelos. Los científicos y las empresas de todo el mundo se dedican a crear chips cuánticos cada vez mejores con cada vez más bits cuánticos. QuTech en Delft está trabajando duro en varios tipos de chips cuánticos.

Material familiar

El núcleo de los chips cuánticos está hecho de silicio. “Este es un material con el que estamos muy familiarizados”, explica el profesor Lieven Vandersypen de QuTech y el Instituto Kavli de Nanociencia Delft, “el silicio se usa ampliamente en los transistores y, por lo tanto, se puede encontrar en todos los dispositivos electrónicos”. Pero el silicio es también un material muy prometedor para la tecnología cuántica. Pho candidato Guoji Zheng: “Podemos utilizar campos eléctricos para capturar electrones individuales en silicio para su uso como bits cuánticos. Este es un material atractivo, ya que garantiza que la información en el qubit se puede almacenar durante mucho tiempo”.

Sistemas grandes

Hacer cálculos útiles requiere un gran número de qubits y es este aumento a números grandes lo que está generando un desafío en todo el mundo. “Para usar muchos qubits al mismo tiempo, deben estar conectados entre sí, debe haber una buena comunicación”, explica el investigador Nodar Samkharadze. En la actualidad, los electrones que se capturan como qubits en silicio solo pueden establecer contacto directo con sus vecinos inmediatos. Nodar: “Eso hace que sea difícil escalar hasta grandes cantidades de qubits”.

Una carrera a alta velocidad

Otros sistemas cuánticos usan fotones para interacciones a larga distancia. Durante años, este también fue un objetivo principal para el silicio. Solo en los últimos años varios científicos han progresado en esto. Los científicos de Delft ahora han demostrado que un solo giro de electrones y un solo fotón se pueden acoplar en un chip de silicio. Este acoplamiento permite, en principio, transferir información cuántica entre un spin y un fotón. Guoji Zheng: “Esto es importante para conectar bits cuánticos distantes en un chip de silicio, lo que allana el camino para aumentar la escala de bits cuánticos en chips de silicio”.

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