Para realizar cálculos, las computadoras cuánticas necesitan qubits para actuar como bloques de construcción elementales que procesan y almacenan información. Ahora, los físicos han producido un nuevo tipo de qubit que se puede cambiar de un modo inactivo estable a un modo de cálculo rápido. El concepto seríatambién permiten combinar una gran cantidad de qubits en una poderosa computadora cuántica, como han informado investigadores de la Universidad de Basilea y TU Eindhoven en la revista Nanotecnología de la naturaleza.
En comparación con los bits convencionales, los bits cuánticos qubits son mucho más frágiles y pueden perder su contenido de información muy rápidamente. Por lo tanto, el desafío para la computación cuántica es mantener los qubits sensibles estables durante un período prolongado de tiempo, mientras que al mismo tiempoencontrando formas de realizar operaciones cuánticas rápidas. Ahora, físicos de la Universidad de Basilea y TU Eindhoven han desarrollado un qubit conmutable que debería permitir que las computadoras cuánticas hagan ambas cosas.
El nuevo tipo de qubit tiene un estado estable pero lento que es adecuado para almacenar información cuántica. Sin embargo, los investigadores también pudieron cambiar el qubit a un modo de manipulación mucho más rápido pero menos estable aplicando un voltaje eléctrico. En este estado, los qubits se pueden utilizar para procesar información rápidamente.
acoplamiento selectivo de giros individuales
En su experimento, los investigadores crearon los qubits en forma de "giros de agujero". Estos se forman cuando un electrón se elimina deliberadamente de un semiconductor, y el agujero resultante tiene un giro que puede adoptar dos estados, hacia arriba y hacia abajo:- análogo a los valores 0 y 1 en bits clásicos. En el nuevo tipo de qubit, estos espines se pueden acoplar selectivamente, a través de un fotón, por ejemplo, a otros espines sintonizando sus frecuencias de resonancia.
Esta capacidad es vital, ya que la construcción de una computadora cuántica poderosa requiere la capacidad de controlar e interconectar selectivamente muchos qubits individuales. La escalabilidad es particularmente necesaria para reducir la tasa de error en los cálculos cuánticos.
manipulación de centrifugado ultrarrápida
Los investigadores también pudieron utilizar el interruptor eléctrico para manipular los qubits de giro a una velocidad récord. "El giro se puede voltear coherentemente de arriba a abajo en tan solo un nanosegundo", dice el líder del proyecto, el profesor Dominik Zumbühl del Departamento deFísica en la Universidad de Basilea. "Eso permitiría hasta mil millones de conmutaciones por segundo. Por lo tanto, la tecnología Spin qubit ya se está acercando a las velocidades de reloj de las computadoras convencionales de hoy".
Para sus experimentos, los investigadores utilizaron un nanocable semiconductor hecho de silicio y germanio. Producido en TU Eindhoven, el cable tiene un diámetro minúsculo de unos 20 nanómetros. Como el qubit es, por lo tanto, también extremadamente pequeño, en principio debería ser posibleincorporar millones o incluso miles de millones de estos qubits en un chip.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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