Nanotubos de carbono para un nuevo enfoque de computación cuántica

Los nanotubos de carbono pueden ser utilizados como bits cuánticos para las computadoras cuánticas. A esta conclusión ha llegado un equipo de físicos de la Universidad Técnica de Múnich en Alemania.

En la investigación realizada por Simon Rips y Michael Hartmann, se ha determinado cómo los nanotubos pueden almacenar la información en forma de vibraciones. Hasta ahora los científicos han experimentado sobre todo con las partículas eléctricamente cargadas. Como los dispositivos mecánicos nanométricos no dependen de la carga eléctrica para hacer su trabajo, son mucho menos sensibles a las interferencias eléctricas.

Empleando algunos fenómenos de la mecánica cuántica, las computadoras de este singular tipo podrían ser mucho más potentes que cualquiera de sus predecesoras digitales clásicas. Científicos de todo el mundo están trabajando en la exploración de las bases técnicas más apropiadas para la computación cuántica. Actualmente, casi todos los sistemas se basan en partículas eléctricamente cargadas que son mantenidas en una "trampa electromagnética". Una desventaja de estos sistemas es que son muy sensibles a las interferencias electromagnéticas y por consiguiente necesitan de un extenso apantallamiento.

Ahora Rips y Hartmann han encontrado una manera para que la información pueda ser almacenada y procesada mediante la mecánica cuántica en forma de vibraciones mecánicas. El principio físico de este nuevo enfoque se parece a lo que sucede al tocar una guitarra.


Como una cuerda de guitarra, el nanotubo, de color negro, puede ser amarrado por sus dos extremos y excitado para que vibre. Un campo eléctrico, impuesto por los electrodos, azules, asegura que dos de los muchos estados posibles puedan ser activados de manera selectiva. (Imagen: M.J. Hartmann, TUM)

Un nanotubo de carbono que esté bien amarrado por ambos extremos puede ser excitado para que oscile. Como una cuerda de guitarra, vibra durante un tiempo asombrosamente largo para un objeto de su condición. De hecho, la cuerda vibra más de un millón de veces. La información se retiene así hasta un segundo, que es tiempo suficiente para aprovechar de forma práctica ese fenómeno.

Dado que tal nanotubo en su función de cuerda oscila entre muchos estados físicamente equivalentes si no se le impide, Rips y Hartmann recurrieron a la estrategia de valerse de un campo eléctrico en las inmediaciones del nanotubo, a fin de permitir que se pueda elegir dos de esos estados selectivamente. Esto hace factible leer y escribir datos.

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