El físico cuántico Mikko Möttönen y su equipo en la Universidad de Aalto han inventado un refrigerador de circuito cuántico, que puede reducir los errores en la computación cuántica.
La carrera global hacia una computadora cuántica en funcionamiento está en marcha. Con las futuras computadoras cuánticas, podremos resolver problemas previamente imposibles y desarrollar, por ejemplo, medicamentos complejos, fertilizantes o inteligencia artificial.
Los resultados de la investigación publicados hoy en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza , sugiera cómo se pueden eliminar los errores dañinos en la computación cuántica. Este es un nuevo giro hacia una computadora cuántica en funcionamiento.
Incluso una computadora cuántica necesita aletas de enfriamiento
La diferencia entre las computadoras cuánticas y las computadoras que usamos hoy en día es que, en lugar de bits normales, se calculan con bits cuánticos o qubits. Los bits que se trituran en su computadora portátil son ceros o unos, mientras que un qubit puede existir simultáneamente en ambosEstados. Esta versatilidad de qubits es necesaria para la informática compleja, pero también los hace sensibles a las perturbaciones externas.
Al igual que los procesadores ordinarios, una computadora cuántica también necesita un mecanismo de enfriamiento. En el futuro, miles o incluso millones de qubits lógicos pueden usarse simultáneamente en la computación, y para obtener el resultado correcto, cada qubit debe reiniciarse enel comienzo del cálculo. Si los qubits están demasiado calientes, no se pueden inicializar porque están cambiando demasiado entre diferentes estados. Este es el problema para el que Möttönen y su grupo han desarrollado una solución.
Un refrigerador hace que los dispositivos cuánticos sean más confiables
El refrigerador a nanoescala desarrollado por el grupo de investigación de la Universidad de Aalto resuelve un desafío enorme: con su ayuda, la mayoría de los dispositivos cuánticos eléctricos se pueden inicializar rápidamente. Los dispositivos se vuelven así más potentes y confiables.
"¡He trabajado en este dispositivo durante cinco años y finalmente funciona!", Se alegra Kuan Yen Tan, que trabaja como investigador postdoctoral en el grupo de Möttönen.
Tan enfrió un resonador superconductor similar a un qubit utilizando el túnel de electrones individuales a través de un aislante de dos nanómetros de espesor. Le dio a los electrones muy poca energía de una fuente de voltaje externa de lo que se necesita para un túnel directo. Por lo tanto, elel electrón captura la energía faltante requerida para hacer un túnel desde el dispositivo cuántico cercano y, por lo tanto, el dispositivo pierde energía y se enfría. El enfriamiento se puede apagar ajustando el voltaje externo a cero. Entonces, incluso la energía disponible del dispositivo cuántico no essuficiente para empujar el electrón a través del aislante.
"Nuestro refrigerador mantiene los cuantos en orden", resume Mikko Möttönen.
Luego, el grupo planea enfriar bits cuánticos reales además de los resonadores. Los investigadores también quieren reducir la temperatura mínima que se puede lograr con el refrigerador y hacer que su interruptor de encendido / apagado sea súper rápido.
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Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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