Investigadores de la alta casa de estudios y del National Center of Competence in Research (NCCR) basaron su estudio en un tipo de qubit que utiliza el espín (momento angular intrínseco) de un electrón o de un hueco, divulgó la revista Nature Physics.
Los qubits son la base de una computadora cuántica, al asegurar el procesamiento, la transferencia y el almacenamiento de datos, para lo cual es preciso el logro de interacciones estables y rápidas entre una gran cantidad de qubits cuyos estados pueden controlarse de forma fiable desde el exterior.
Según el nuevo experimento, sería factible integrar millones de qubits en un solo chip con procesos ya consolidados en la industria microelectrónica internacional.
Para resolver el problema de ordenar y vincular miles de qubits, la Universidad de Basilea y el NCCR emplearon el espín de un agujero, el cual puede ser contralado eléctricamente por completo, sin necesidad de componentes adicionales como microimanes en el chip.
Un equipo dirigido por el doctor Andreas Kuhlmann consiguió por primera vez una interacción controlable entre dos qubits dentro de dicha configuración: lograron acoplar dos qubits y provocar un giro controlado de uno de sus espines, dependiendo del estado del giro del otro, conocido como giro de espín controlado.
Según destacó Kuhlmann, los espines de agujeros permiten crear puertas de dos qubits que son rápidas y de alta fidelidad; este principio, confirmó, permitió ahora también acoplar un mayor número de pares de qubits.
La energía de intercambio de los agujeros no solo es controlable eléctricamente, sino que además es anisotrópica como consecuencia del acoplamiento espín-órbita, lo que significa que el estado de espín de un agujero está influenciado por su movimiento a través del espacio, explicó la fuente.
De acuerdo con la reseña, físicos experimentales y teóricos de la Universidad de Basilea y el NCCR SPIN probaron que la anisotropía hace posibles puertas de dos qubits sin el equilibrio habitual entre velocidad y fidelidad.
Los qubits basados en espines de agujeros no solo aprovechan la fabricación probada de chips de silicio, sino que también son altamente escalables y han demostrado ser rápidos y robustos en experimentos, precisa el texto.
Este enfoque, resume el reporte, tiene grandes posibilidades en la carrera por desarrollar una computadora cuántica a gran escala.
A juicio de los expertos, la computación cuántica podría elevar la velocidad de procesamiento, la resolución de problemas complejos y la capacidad de almacenamiento, así como la complejidad de la seguridad criptográfica y la optimización de datos a gran escala para campos como la inteligencia artificial.
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