Los físicos de la Universidad de Tübingen son los primeros en vincular átomos y superconductores en un paso clave hacia el nuevo hardware para computadoras y redes cuánticas.
Las tecnologías cuánticas actuales revolucionarán el procesamiento de la información, las comunicaciones y la tecnología de sensores en las próximas décadas. Los componentes básicos de los futuros procesadores cuánticos son, por ejemplo, átomos, circuitos electrónicos cuánticos superconductores, cristales giratorios en diamantes y fotones.En los últimos años ha quedado claro que ninguno de estos componentes cuánticos es capaz de cumplir con todos los requisitos, como recibir y almacenar señales cuánticas, procesarlas y transmitirlas.Un grupo de investigación encabezado por los profesores József Fortágh, Reinhold Kleiner y Dieter Kölle delEl Instituto de Física de la Universidad de Tubinga ha logrado unir átomos almacenados magnéticamente en un chip con un resonador de microondas superconductor. La unión de estos dos bloques de construcción es un paso significativo hacia la construcción de un sistema cuántico híbrido de átomos y superconductores que permitirámayor desarrollo de procesadores cuánticos y redes cuánticas. El estudio ha sido publicadolavado en lo último Comunicaciones de la naturaleza .
Los estados cuánticos permiten algoritmos especialmente eficientes que superan con creces las opciones convencionales hasta la fecha. Los protocolos de comunicaciones cuánticas permiten, en principio, el intercambio de datos inquebrantable. Los sensores cuánticos producen los datos de medición física más precisos ". Para aplicar estas nuevas tecnologías en la vida cotidiana, nosotrostiene que desarrollar componentes de hardware fundamentalmente nuevos ", dice Fortágh. En lugar de las señales convencionales utilizadas en la tecnología actual - bits - que solo pueden ser uno o cero, el nuevo hardware tendrá que procesar estados cuánticos entrelazados mucho más complejos.
"Solo podemos lograr la funcionalidad completa a través de la combinación de diferentes bloques de construcción cuánticos", explica Fortágh. De esta forma, se pueden hacer cálculos rápidos utilizando circuitos superconductores; sin embargo, el almacenamiento solo es posible en escalas de tiempo muy cortas. Los átomos neutros se ciernen sobreLa superficie de un chip, debido a su baja resistencia para las interacciones con su entorno, es ideal para el almacenamiento cuántico y como emisores de fotones para la transmisión de señales. Por esta razón, los investigadores conectaron dos componentes para hacer un híbrido en su último estudio.El sistema cuántico combina los bloques de construcción electrónicos cuánticos más pequeños de la naturaleza - átomos - con circuitos artificiales - los resonadores de microondas superconductores. "Utilizamos la funcionalidad y las ventajas de ambos componentes", dice el autor principal del estudio, el Dr. Helge Hattermann, "La combinaciónde los dos sistemas cuánticos desiguales podría permitirnos crear un procesador cuántico real con redes cuánticas superconductoras, almacenamiento cuántico atómico, und qubits fotónicos ". Los Qubits son, análogos a los bits en computación convencional, la unidad más pequeña de señales cuánticas.
El nuevo sistema híbrido para futuros procesadores cuánticos y sus redes forma un paralelo con la tecnología actual, que también es un híbrido, como muestra el hardware de su computadora: los cálculos se realizan mediante circuitos microelectrónicos; la información se almacena en medios magnéticos ylos datos se transportan a través de cables de fibra óptica a través de Internet. "Las computadoras cuánticas futuras y sus redes operarán en esta analogía, lo que requiere un enfoque híbrido e investigación y desarrollo interdisciplinario para una funcionalidad completa", dice Fortágh.
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Materiales proporcionado por Universitaet Tübingen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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