Nueva técnica para usar moléculas como bits cuánticos

Cada vez hay menos dudas de que la próxima Gran Revolución de la computación será la entrada en escena de las computadoras cuánticas, capaces de potencias y velocidades de procesamiento muchísimo mayores que las de cualquier otra máquina convencional basada en el silicio, incluyendo a las supercomputadoras actuales.

Estas computadoras cuánticas en cuyos fundamentos ya se trabaja y a las que se llama así porque aprovecharán las singulares propiedades de la mecánica cuántica que poseen las partículas atómicas, podrían basar su funcionamiento en un conjunto de moléculas ultrafrías.

En una computadora cuántica basada en el uso de una serie de átomos individuales, se podría almacenar información mediante el control de los niveles energéticos de los electrones de tales átomos, llevando algunos electrones hasta niveles de energía más altos y dejando otros en estados de menor energía. Sin embargo, estos estados energéticos no son lo bastante estables como para conservar los datos de forma fiable. Hasta las más insignificantes interferencias externas pueden acabar por distorsionar la información almacenada de este modo en átomos.

En vez de almacenar datos en estados de energía del átomo, que pueden ser distorsionados con facilidad, una forma más robusta de almacenar información está en los estados de energía de rotación de las moléculas. Una molécula que gira en el estado de menor energía de rotación podría representar un uno binario, mientras que una molécula estacionaria podría representar un cero binario.


Sin embargo, enfriar moléculas hasta una fracción de grado por encima del Cero Absoluto, la temperatura a la que se las puede manipular para almacenar y transmitir datos, ha demostrado ser un reto muy difícil para los científicos. Incluso la molécula más simple compuesta por sólo dos átomos constituye un sistema mucho más complejo que un solo átomo. Cada molécula vibra y rota con una tremenda facilidad, y hay que detener todo ese movimiento para que la molécula pueda perder energía y enfriarse.

Los científicos han estado tratando de enfriar moléculas durante una década y sólo han tenido éxito con algunas moléculas especiales.

Ahora, una nueva técnica desarrollada por el equipo del físico Eric Hudson, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), podría cambiar de manera decisiva esta situación.

La nueva técnica se basa en una aproximación del todo distinta al problema, es mucho más fácil de implementar que las demás técnicas, y debería ser capaz de funcionar con cientos de moléculas diferentes. El nuevo método combina dos tecnologías tradicionales de enfriamiento atómico y permite poner en un estado de gran quietud a moléculas que en condiciones normales son muy dinámicas.

Al sumergir moléculas de cloruro de bario cargado en una nube ultrafría de átomos de calcio, Hudson y sus colegas pueden evitar que vibren y roten la mayoría de las moléculas.

Poder detener las moléculas hace factible que sean usadas del modo descrito para almacenar información tan bien como pueda hacerlo un ordenador tradicional.

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