En las computadoras del futuro, la información podría almacenarse en forma de bits cuánticos. ¿Pero cómo se puede realizar un bit cuántico?
Un equipo de investigación de Alemania, Francia y Suiza ha descubierto bits cuánticos, qubits cortos, en una nueva forma. Un día, podrían convertirse en las unidades de información de las computadoras cuánticas.
Hasta la fecha, los investigadores han realizado qubits en forma de electrones individuales. Sin embargo, esto provocó interferencias y dificultó la programación y lectura de los portadores de información. El grupo ha resuelto este problema utilizando huecos de electrones como qubits, en lugar de electrones.
Se ha publicado un informe en la revista Materiales naturales por un equipo de investigadores de Ruhr-Universität Bochum, la Universidad de Basilea y la Universidad de Lyon; entre sus colaboradores se encontraban los dos investigadores de Bochum, el Dr. Andreas Wieck y el Dr. Arne Ludwig de la Cátedra de Física Aplicada del Estado Sólido.El proyecto fue dirigido por el investigador suizo Prof Dr. Richard Warburton.
Electrones como qubits
Para realizar qubits en forma de electrones, un electrón está bloqueado en un pequeño volumen semiconductor, el llamado punto cuántico. El espín convierte al electrón en un pequeño imán permanente. Los investigadores pueden manipular el espín mediante uncampo magnético externo e iniciar la precesión. La dirección del giro se utiliza para codificar la información.
El problema: los espines nucleares de los átomos circundantes también generan campos magnéticos, que distorsionan el campo magnético externo de una manera aleatoria e impredecible. Esto, a su vez, interfiere con la programación y lectura de qubits. En consecuencia, el equipo buscó otro métodoLa solución: en lugar de bloquear electrones individuales en el punto cuántico, el equipo eliminó electrones específicos. Por lo tanto, se generaron vacantes con carga positiva en la estructura electrónica, los llamados agujeros de electrones.
Ventajas de los agujeros de electrones
Los agujeros de electrones también tienen un espín. Los investigadores pueden manipularlo a través del campo magnético para codificar la información. Como los agujeros están cargados positivamente, se desacoplan de los núcleos de los átomos circundantes, que también están cargados positivamente.por qué son virtualmente inmunes a las fuerzas de interferencia del giro nuclear.
"Esto es importante si algún día queremos fabricar componentes reproducibles basados en bits cuánticos", explica Andreas Wieck. Sin embargo, este método solo es aplicable a bajas temperaturas, ya que es más probable que los agujeros sean perturbados por el calor quelos electrones.
En Ruhr-Universität, los investigadores pueden generar puntos cuánticos de excelente calidad. El experimento se pudo realizar gracias a un diseño estructural desarrollado por Arne Ludwig en Basilea y posteriormente realizado en el Departamento de RUB dirigido por Andreas Wieck. Permitió al investigadorpara aplicar no solo electrones individuales a puntos cuánticos, sino también agujeros de electrones. Sascha René Valentin, estudiante de doctorado de Bochum, utilizó la técnica para el propósito del estudio actual.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :