Las computadoras cuánticas procesarán significativamente más información a la vez en comparación con las computadoras actuales. Pero los componentes básicos que contienen esta información, bits cuánticos o "qubits", son demasiado sensibles a su entorno para funcionar lo suficientemente bien en este momento como para construiruna computadora cuántica práctica.
En pocas palabras, los qubits necesitan un mejor sistema inmunológico antes de que puedan crecer.
Un nuevo material, diseñado por investigadores de la Universidad de Purdue en una tira delgada, está un paso más cerca de "inmunizar" qubits contra el ruido, como el calor y otras partes de una computadora, que interfiere con qué tan bien contienen la información. El trabajo pareceen Cartas de revisión física .
La tira delgada, llamada "nanoribón", es una versión de un material que conduce corriente eléctrica en su superficie pero no en el interior, llamado "aislante topológico", con dos cables eléctricos superconductores para formar un dispositivo llamadoun "cruce de Josephson"
En una computadora cuántica, un qubit "se enreda" con otros qubits. Esto significa que leer la información cuántica de un qubit afecta automáticamente el resultado de otro, sin importar cuán lejos estén.
Sin enredos, los cálculos rápidos que separan la computación cuántica no pueden suceder. Pero el enredo y la naturaleza cuántica de los qubits también son sensibles al ruido, por lo que necesitan protección adicional.
Un dispositivo de unión Josephor de nanoribones con aislamiento topológico es una de las muchas opciones que los investigadores han estado investigando para construir qubits más resistentes. Esta capacidad de recuperación podría provenir de propiedades especiales creadas al conducir una supercorriente en la superficie de un aislante topológico, donde el giro de un electrón esbloqueado al impulso.
El problema hasta ahora es que una supercorriente tiende a filtrarse en el interior de los aislantes topológicos, evitando que fluya por completo en la superficie.
Para ser más resistentes, los qubits topológicos necesitan supercorrientes para fluir a través de los canales superficiales de los aisladores topológicos.
"Hemos desarrollado un material que es realmente limpio, en el sentido de que no hay estados conductores en la mayor parte del aislante topológico", dijo Yong Chen, profesor de física y astronomía de Purdue y de ingeniería eléctrica e informática, yel director del Instituto de Ciencia e Ingeniería Cuántica de Purdue. "La superconductividad en la superficie es el primer paso para construir estos dispositivos de computación cuántica topológicos basados en aisladores topológicos".
Morteza Kayyalha, un ex estudiante de doctorado en el laboratorio de Chen, podría mostrar que la supercorriente envuelve todo el nuevo aislante topológico nanoribbon a temperaturas 20 por ciento más bajas que la "temperatura crítica", cuando la unión se vuelve superconductora.El experimento se realizó en colaboración con el laboratorio de Leonid Rokhinson, profesor de física y astronomía de Purdue.
"Se sabe que a medida que la temperatura disminuye, la superconductividad aumenta", dijo Chen. "El hecho de que fluya mucha más supercorriente a temperaturas aún más bajas para nuestro dispositivo fue evidencia de que fluye alrededor de estas superficies protectoras".
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Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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