¿Computación cuántica mediante chips de silicio normales?

El qubit es el bloque de construcción de la computación cuántica, análogo al bit de los ordenadores clásicos. Para poder realizar cálculos sin errores, es probable que los ordenadores cuánticos del futuro necesiten como mínimo algunos millones de qubits.

Un nuevo estudio, realizado por un equipo que incluye a John Morton y Virginia Ciriano Tejel, del University College de Londres (UCL) en el Reino Unido, sugiere que estas computadoras cuánticas podrían fabricarse con chips de silicio de calidad industrial utilizando los procesos de fabricación existentes, en vez de adoptar nuevos procesos de fabricación y componentes exóticos.

Para el estudio, los investigadores lograron la precisión suficiente para aislar y medir el estado cuántico de un solo electrón (el qubit) en un transistor de silicio fabricado con una tecnología CMOS similar a la que se utiliza para fabricar los chips de los procesadores informáticos.

Además, se comprobó que el espín del electrón permanecía estable durante un periodo de hasta nueve segundos.

Los experimentos se realizaron en un laboratorio a baja temperatura. Durante la operación, los chips deben mantenerse en estado refrigerado, enfriados a una fracción de grado por encima del Cero Absoluto.

El Cero Absoluto, 273 grados centígrados bajo cero, es la temperatura más baja que permiten las leyes de la física.

Parte del equipamiento utilizado en los experimentos. (Foto: A. Abrusci / UCL)

El siguiente paso en esta línea de investigación y desarrollo es comprobar cómo un conjunto de qubits puede interactuar para realizar operaciones de lógica cuántica.

Una computadora cuántica aprovecha leyes de la física que normalmente solo se ven a nivel atómico y subatómico (por ejemplo, que las partículas pueden estar en dos lugares simultáneamente). Los ordenadores cuánticos podrían ser más potentes que las supercomputadoras actuales y ser capaces de realizar cálculos complejos que de otro modo serían prácticamente imposibles.

Morton y sus colegas exponen los detalles técnicos de la investigación en la revista académica PRX Quantum, bajo el título “Spin Readout of a CMOS Quantum Dot by Gate Reflectometry and Spin-Dependent Tunneling”. (Fuente: NCYT de Amazings)