Un equipo de la Universidad de Tsukuba estudió un proceso novedoso para crear ondas reticulares coherentes dentro de los cristales de silicio utilizando pulsos láser ultracortos. Utilizando cálculos teóricos combinados con resultados experimentales que se obtuvieron en la Universidad de Pittsburgh, pudieron demostrar esa vibración coherentelas señales podrían mantenerse dentro de las muestras. Esta investigación puede conducir a computadoras cuánticas basadas en dispositivos de silicio existentes que pueden realizar rápidamente tareas fuera del alcance de incluso las supercomputadoras más rápidas ahora disponibles.
Desde las PC domésticas hasta los servidores empresariales, las computadoras son una parte central de nuestra vida cotidiana, y su poder continúa creciendo a un ritmo sorprendente. Sin embargo, hay dos grandes problemas en el horizonte para las computadoras clásicas. La primera es fundamentallimitar la cantidad de transistores que podemos empacar en un solo procesador. Eventualmente, se necesitará un enfoque totalmente nuevo si queremos continuar aumentando su capacidad de procesamiento. El segundo es que incluso las computadoras más poderosas luchan con ciertos problemas importantes, comolos algoritmos criptográficos que mantienen seguro el número de su tarjeta de crédito en Internet, o la optimización de rutas para entregar paquetes.
La solución a ambos problemas puede ser computadoras cuánticas, que aprovechan las reglas de la física que gobiernan escalas de longitud muy pequeñas, como con átomos y electrones. En el régimen cuántico, los electrones actúan más como ondas que bolas de billar, con posiciones queestán "manchadas" en lugar de definidas. Además, varios componentes pueden enredarse, de modo que las propiedades de cada uno no pueden describirse completamente sin referencia al otro. Una computadora cuántica efectiva debe mantener la coherencia de estos estados entrelazados durante el tiempo suficientepara realizar cálculos
En la investigación actual, un equipo de la Universidad de Tsukuba y Hrvoje Petek, Presidente de Física y Astronomía RK Mellon de la Universidad de Pittsburgh, utilizó pulsos láser muy cortos para excitar electrones dentro de un cristal de silicio ". El uso de silicio existente parala computación cuántica facilitará mucho la transición a las computadoras cuánticas ", explica el primer autor, el Dr. Yohei Watanabe. Los electrones energéticos crearon vibraciones coherentes de la estructura del silicio, de modo que los movimientos del electrón y los átomos de silicio se enredaron. El estado de laEl sistema se sondeó después de un tiempo de retraso variable con un segundo pulso láser.
Con base en su modelo teórico, los científicos pudieron explicar las oscilaciones observadas en la carga generada en función del tiempo de retraso. "Este experimento revela los efectos mecánicos cuánticos subyacentes que rigen las vibraciones coherentes", dice el autor principal Prof. Muneaki Hase,quien realizó los experimentos. "De esta manera, el proyecto representa un primer paso hacia computadoras cuánticas de consumo asequibles".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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