MADRID, 15 de enero. (PRENSA UE) – Los investigadores han comenzado a utilizar imanes para entrelazar qubits, los componentes básicos de las computadoras cuánticas. Creen que esta sencilla técnica puede desbloquear habilidades complejas.
Cuando presione el botón para abrir la puerta del garaje, no se abrirán todas las puertas del garaje cercanas. Esto se debe a que el abridor y la puerta se comunican mediante una frecuencia de microondas específica, una frecuencia que ninguna otra puerta cercana utiliza. Investigadores del Laboratorio Nacional Argonne, la Universidad de Chicago, la Universidad de Iowa y la Universidad de Tohoku en Japón comenzaron a desarrollar dispositivos que podrían usar principios similares (enviar señales a través de imanes en lugar de hacerlo a través del aire) para conectar qubits individuales a través de un chip, como informó en un nuevo artículo publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
‘Esto es una prueba de concepto, a temperatura ambiente’, dijo David Awschalom, profesor de física e ingeniería molecular y director de Q-NEXT, un centro de desarrollo cuántico en Argonne sobre tecnología cuántica potente y escalable utilizando materiales convencionales. liberar, liberar, liberar. .
La belleza de este experimento, añadió, radica en su simplicidad y el uso de tecnología establecida para diseñar y, en última instancia, entrelazar dispositivos cuánticos. Conectar qubits mediante entrelazamiento cuántico es necesario para construir una computadora cuántica, pero a menudo puede resultar complicado. Con los centros de vacantes de nitrógeno (NV) (defectos en el diamante que pueden usarse como qubits), el desafío es que, para comunicarse entre sí, tienen que estar muy, muy cerca uno del otro.
Las interacciones cuánticas típicas entre centros NV tienen un alcance máximo de sólo unos pocos nanómetros (una milésima parte del ancho de un cabello humano), y cuando los centros NV están demasiado juntos, no pueden diseñarse en un entorno útil. Es necesario poder introducir objetos allí para conectar los cables y crear un dispositivo”, dijo Michael Flatté, profesor de física y astronomía de la Universidad de Iowa, que contribuyó al trabajo. Flatté también es científico jefe de la empresa de tecnología cuántica QuantCAD LLC, una empresa asociada de Chicago Quantum Exchange.
Y los nanómetros están demasiado cerca para eso. Hace dos años, Flatté y sus colegas publicaron un artículo teórico en el que proponían utilizar materiales magnéticos para establecer conexiones cuánticas entre centros NV para que puedan entrelazarse cuanto más lejos estén unos de otros. La interacción normal entre dos centros NV implica microondas.
En este dispositivo propuesto, el imán recibe microondas del centro NV y las transmite a través del imán al NV del otro lado. En un imán, los espines de todos los electrones del interior apuntan en la misma dirección, como los bastones de una partícula, que apuntan todos hacia arriba. Magnon es la ligera perturbación de las ondas a través de estas rotaciones, como las ondas que provoca el viento en un campo de cereales.
Magnon puede alcanzar muchos nanómetros más; de hecho, está incluso miles de veces más lejos, hasta varios micrómetros. La escala micrométrica es interesante porque es típica de muchos dispositivos electrónicos integrados, como los transistores de silicio en los chips de computadora, dijo Flatté. Entonces, si haces cosas de ese tamaño, puedes obtener una cantidad razonable en un chip.
Conectar los qubits NV centrales a imanes también permite interacciones selectivas: si dos qubits en una computadora cuántica hablan a frecuencias ligeramente diferentes, pueden entrelazarse sin molestarse ni verse afectados por otros qubits, incluso si hay otros qubits entre ellos. . Esta capacidad es extremadamente importante para el tipo de trabajo complejo que los científicos quieren que realicen las computadoras cuánticas.
Este experimento realizado por Awschalom y sus colaboradores comprobó que el centro NV puede comunicarse con el material magnético, transmitiendo sus microondas como un imán. Además, estas cifras coinciden casi exactamente con lo que se predijo en un artículo teórico de hace dos años. Ahora que han determinado que el concentrador NV puede comunicarse con el imán, el siguiente paso es colocar otro concentrador NV en el otro lado y ver si el imán puede crear una conexión cuántica entre los dos concentradores.
