Redacción
Un grupo de físicos australianos ha creado el primer procesador cuántico a escala atómica del mundo. Este hallazgo no solo nos acerca a ordenadores cuánticos más rápidos y eficientes, sino que representa un avance revolucionario que nos permitirá –gracias a su capacidad de imitar el comportamiento de las moléculas orgánicas más pequeñas– crear materiales nunca vistos hasta ahora.
Este equipo de investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Sydney, Australia, anunció el descubrimiento de un resonador dietético: un prisma de cristal que se sitúa sobre un ‘chip’ de sicilio donde están los cúbits (la unidad básica de información cuántica) para controlar su orientación. Esto evita que las computadoras cuánticas tengan que llevar largos cables y operar a bajas temperaturas como sucede con los enormes sistemas que vemos en la actualidad. Ahora han dado un paso más allá al crear el primer circuito informático cuántico de la historia. Este dispositivo tiene todos los componentes básicos de un ‘chip’ normal, pero a escala cuántica (a nivel molecular o atómico).
“En los años 50, Richard Feynman dijo que nunca entenderemos cómo funciona el mundo, cómo funciona la naturaleza, a menos que podamos empezar a crearlo a su misma escala”, explica a ScienceAlert la investigadora principal de este descubrimiento, Michelle Simmons. “Si podemos empezar a entender los materiales a ese nivel [cuántico], podremos diseñar cosas que nunca se han hecho antes”.
Cómo funciona
Como explican en un artículo publicado hoy mismo en la revista Nature, los investigadores fueron capaces de simular la estructura y los estados energéticos del poliacetileno, un compuesto orgánico que forma una cadena de átomos de carbono e hidrógeno que tiene una peculiar alternancia de enlaces simples y dobles de carbono. El poliacetileno es un modelo bien conocido y replicarlo supone demostrar que el ordenador simula correctamente el movimiento de los electrones a través de la molécula.
Para hacerlo utilizaron un microscopio de efecto túnel —capaz de capturar imágenes de superficies a nivel atómico— que les permitió cololcar los puntos cuánticos con gran precisión. Algo que aseguran es clave para que el circuito pueda imitar cómo los electrones saltan a lo largo de una cadena de carbonos de uno y dos enlaces en una molécula de poliacetileno. Los investigadores tuvieron que averiguar cuántos átomos de fósforo debía tener cada uno de estos puntos cuánticos y su distancia. Y luego crearon una máquina capaz de colocar estos minúsculos puntos con exactitud dentro del ‘chip’ de silicio.
A escala atómica la precisión es clave. Según explican los investigadores, si los puntos cuánticos son demasiado grandes, la interacción entre ellos se vuelve demasiado grande para controlarlos de forma independiente. Pero si los puntos son demasiado pequeños, cada átomo de fósforo adicional puede alterar significativamente la cantidad de energía que se necesita para añadir otro electrón al punto y el proceso se vuelve aleatorio e incontrolable.
El ‘chip’ que ha desarrollado el equipo tiene 10 puntos cuánticos con un pequeño número de átomos de fósforo cada uno. Mientras que para conseguir simular los enlaces dobles de carbono tuvieron que acortar la distancia entre los puntos cuánticos con respecto a los enlaces de carbono simples.
Fuente: El Confidencial
