Posible cabezal lector para computadoras cuánticas

Se podrían usar los centros nitrógeno-vacante de diamantes para construir componentes vitales destinados a las computadoras cuánticas. Sin embargo, hasta ahora no había sido posible leer de manera electrónica la información escrita ópticamente de tales sistemas.

Los ordenadores de hoy día son binarios. Sus circuitos eléctricos, que pueden estar abiertos o cerrados, representan unos y ceros en bits binarios de información. En cambio, en las computadoras cuánticas los científicos esperan usar bits cuánticos, o "qubits". A diferencia de los ceros y unos binarios, se puede pensar en los qubits como flechas que representan la posición de un bit cuántico. La flecha podría representar un uno si apunta justo hacia arriba, o un cero si apunta justo hacia abajo, pero también podría representar cualquier otro número mediante las direcciones intermedias a las que apuntase. En física, a estas flechas se las llama estados cuánticos. Y para ciertos cálculos complejos, poder representar la información en muchos estados diferentes proporcionaría una gran ventaja sobre la computación binaria.

Una computadora cuántica podría realizar ciertas tareas matemáticas muchos miles de millones de veces más rápido que las supercomputadoras actuales más potentes. Más allá de esto, la computación cuántica debería hacer posible realizar cálculos que no pueden ser abordados con la tecnología de la computación "clásica". El secreto de la extraordinaria capacidad de la computación cuántica radica en las propiedades raras y aparentemente "mágicas", pero reales y demostrables, de la mecánica cuántica.

Utilizando una capa de grafeno, el equipo encabezado por el Profesor Alexander Holleitner, de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania, y Frank Koppens, del Instituto de Ciencias Fotónicas, en Castelldefels (Barcelona, Cataluña), en España, ha diseñado un cabezal lector para computadoras cuánticas, basado en centros nitrógeno-vacante de diamantes. Este cabezal permitirá leer electrónicamente la información escrita de manera óptica.

La unidad lectora y su técnica se basan en una transferencia directa de energía de los centros nitrógeno-vacante de nanodiamantes a una capa de grafeno contigua.

Como resultado de las velocidades de conmutación rapidísimas de los nanocircuitos desarrollados por los investigadores, los sensores construidos utilizando esta tecnología podrían ser integrados en las futuras computadoras cuánticas y permitir grandes velocidades de procesamiento, del orden del terahercio de frecuencia de reloj.

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