Con compañías como Google, Microsoft e IBM compitiendo para crear la primera computadora cuántica práctica del mundo, los científicos de todo el mundo están explorando los materiales potenciales que podrían usarse para construirlos.
Ahora, el profesor asociado Yang Hyunsoo y su equipo del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Singapur NUS han demostrado un nuevo método que podría usarse para acercar la computación cuántica a la realidad.
"El equipo NUS, junto con nuestros colaboradores de Rutgers, la Universidad Estatal de Nueva Jersey en los Estados Unidos y la Universidad RMIT en Australia, mostraron una forma práctica de observar y examinar los efectos cuánticos de los electrones en aisladores topológicos y metales pesados quemás tarde podría allanar el camino para el desarrollo de componentes y dispositivos avanzados de computación cuántica ", explicó el profesor Assoc Yang.
Los hallazgos del estudio fueron publicados en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza en junio de 2018.
La ventaja de las computadoras cuánticas
Las computadoras cuánticas todavía están en las primeras etapas de desarrollo, pero ya muestran velocidades de computación millones de veces más rápidas que las tecnologías tradicionales. Como tal, se predice que cuando la computación cuántica esté más fácilmente disponible, podrá responder algunas de lasLas preguntas más difíciles del mundo en todo, desde las finanzas hasta la física. Este notable poder de procesamiento es posible gracias a la forma radical en que operan las computadoras cuánticas, utilizando luz en lugar de electricidad.
Las computadoras clásicas empujan los electrones a través de dispositivos que codifican la información en estados binarios de unos y ceros. En contraste, las computadoras cuánticas usan luz láser para interactuar con los electrones en los materiales para medir el fenómeno del "giro" de electrones.y los ceros utilizados como base para las computadoras tradicionales, y debido a que pueden existir en muchos estados de giro simultáneamente, esto permite que se realice una computación mucho más compleja.
Sin embargo, aprovechar la información basada en las interacciones de la luz y los electrones es más fácil decirlo que hacerlo. Estas interacciones son increíblemente complejas y, como cualquier cosa en el mundo cuántico, hay un cierto grado de incertidumbre cuando se trata de predecir el comportamiento.Se ha buscado una forma práctica de observar estos efectos cuánticos en investigaciones recientes para ayudar en el descubrimiento de dispositivos de computación cuántica más avanzados.
Visualización de efectos de giro cuántico
El verdadero avance de los científicos de NUS fue la capacidad de "ver" por primera vez fenómenos de espín particulares en aislantes topológicos y metales usando un microscopio de escaneo de fotovoltaje.
Los aisladores topológicos son materiales electrónicos que son aislantes en su interior pero soportan estados conductores en su superficie, permitiendo que los electrones fluyan a lo largo de la superficie del material.
El profesor Assoc Yang y su equipo examinaron el metal de platino y los aislantes topológicos Bi2Se3 y BiSbTeSe2. Una corriente eléctrica aplicada influyó en el giro de electrones a nivel cuántico para todos estos materiales y los científicos pudieron visualizar directamente este cambio utilizando luz polarizadadesde el microscopio.
Además, a diferencia de otras técnicas de observación, la innovadora configuración experimental significaba que los resultados se podían obtener a temperatura ambiente, lo que lo convierte en un método práctico de visualización que es aplicable a muchos otros materiales.
El Sr. Liu Yang, estudiante de doctorado del Departamento y primer autor del estudio, dijo: "Nuestro método puede usarse como una herramienta poderosa y universal para detectar las acumulaciones de espín en varios sistemas de materiales. Esto significa que se desarrolla mejorlos dispositivos para computadoras cuánticas serán más fáciles ahora que estos fenómenos se pueden observar directamente de esta manera "
Próximos pasos
Avanzando, Assoc Prof Yang y su equipo planean probar su nuevo método en materiales más novedosos con propiedades de giro novedosas. El equipo espera trabajar con socios de la industria para explorar más a fondo las diversas aplicaciones de esta técnica única, con un enfoque endesarrollando los dispositivos utilizados en futuras computadoras cuánticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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