Las computadoras cuánticas con la capacidad de realizar cálculos complejos, cifrar datos de forma más segura y predecir más rápidamente la propagación de virus, pueden estar al alcance de la mano gracias a un nuevo descubrimiento realizado por investigadores de Johns Hopkins.
"Hemos descubierto que cierto material superconductor contiene propiedades especiales que podrían ser los bloques de construcción para la tecnología del futuro", dice Yufan Li, becario postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins y del periódicoPrimer autor.
Los hallazgos se publicarán el 11 de octubre en ciencia .
Las computadoras de hoy usan bits, representados por un voltaje eléctrico o pulso de corriente, para almacenar información. Los bits existen en dos estados, ya sea "0" o "1." Las computadoras cuánticas, basadas en las leyes de la mecánica cuántica, usan bits cuánticos,o qubits, que no solo usan dos estados, sino una superposición de dos estados.
Esta capacidad de usar tales qubits hace que las computadoras cuánticas sean mucho más poderosas que las computadoras existentes al resolver ciertos tipos de problemas, como los relacionados con la inteligencia artificial, el desarrollo de medicamentos, la criptografía, el modelado financiero y el pronóstico del tiempo.
Un famoso ejemplo de qubit es el gato de Schrodinger, un gato hipotético que puede estar vivo y muerto simultáneamente.
"Una implementación más realista y tangible de qubit puede ser un anillo hecho de material superconductor, conocido como flujo qubit, donde dos estados con corrientes eléctricas que fluyen en sentido horario y antihorario pueden existir simultáneamente", dice Chia-Ling Chien, profesor deFísica en la Universidad Johns Hopkins y otro autor del artículo. Para existir entre dos estados, los qubits que utilizan superconductores tradicionales requieren la aplicación de un campo magnético externo muy preciso en cada qubit, lo que dificulta su funcionamiento de manera práctica.
En el nuevo estudio, Li y sus colegas encontraron que un anillo de β-Bi 2 Pd ya existe naturalmente entre dos estados en ausencia de un campo magnético externo. La corriente puede circular inherentemente tanto en sentido horario como antihorario, simultáneamente, a través de un anillo de β-Bi 2 Pd.
Agrega Li: "Un anillo de β-Bi 2 Pd ya existe en el estado ideal y no requiere ninguna modificación adicional para funcionar. Esto podría cambiar el juego ".
El siguiente paso, dice Li, es buscar fermiones de Majorana dentro de β-Bi 2 Pd; los fermiones de Majorana son partículas que también son antipartículas de sí mismas y son necesarias para el siguiente nivel de computadoras cuánticas resistentes a la disrupción: las computadoras cuánticas topológicas.
Los fermiones de Majorana dependen de un tipo especial de material superconductor - un llamado superconductor de triplete de espín con dos electrones en cada par alineando sus espines de forma paralela - que hasta ahora ha sido esquivo para los científicos. Ahora, a través de unEn una serie de experimentos, Li y sus colegas descubrieron que las películas delgadas de β-Bi 2 Pd tiene las propiedades especiales necesarias para el futuro de la computación cuántica.
Los científicos aún tienen que descubrir el superconductor intrínseco spin-triplete necesario para avanzar en la computación cuántica, pero Li tiene la esperanza de que el descubrimiento de β-Bi 2 Las propiedades especiales de Pd conducirán a encontrar fermiones de Majorana en el siguiente material.
"En última instancia, el objetivo es encontrar y luego manipular los fermiones de Majorana, que es clave para lograr la computación cuántica tolerante a fallas para liberar realmente el poder de la mecánica cuántica", dice Li.
Otros autores en este documento incluyen Xiaoying Xu de la Universidad Johns Hopkins; y M.-H. Lee y M.-W. Chu de la Universidad Nacional de Taiwán.
El Departamento de Energía de los Estados Unidos, Ciencia de la Energía Básica DESC0009390 proporcionó fondos para este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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