Un equipo de la Universidad de Sydney y Microsoft, en colaboración con la Universidad de Stanford en los Estados Unidos, ha miniaturizado un componente que es esencial para la ampliación de la computación cuántica. El trabajo constituye la primera aplicación práctica de una nueva fase de la materia, descubiertos por primera vez en 2006, los llamados aislantes topológicos.
Más allá de las fases familiares de la materia, sólida, líquida o gaseosa, los aislantes topológicos son materiales que operan como aislantes en la mayor parte de sus estructuras, pero tienen superficies que actúan como conductores. La manipulación de estos materiales proporciona una vía para construir elcircuitería necesaria para la interacción entre sistemas cuánticos y clásicos, vital para construir una computadora cuántica práctica.
El trabajo teórico que sustenta el descubrimiento de esta nueva fase de la materia recibió el Premio Nobel de Física 2016.
El componente del equipo de Sydney, acuñado como un circulador de microondas, actúa como una rotonda de tráfico, asegurando que las señales eléctricas solo se propaguen en una dirección, en sentido horario o antihorario, según sea necesario. Se encuentran dispositivos similares en estaciones base de teléfonos móviles y sistemas de radar, y se requerirá en grandes cantidades en la construcción de computadoras cuánticas. Una limitación importante, hasta ahora, es que los circuladores típicos son objetos voluminosos del tamaño de su mano.
Este invento, informado por el equipo de Sydney hoy en el diario Comunicaciones de la naturaleza , representa la miniaturización del dispositivo circulador común por un factor de 1000. Esto se ha hecho mediante la explotación de las propiedades de los aislantes topológicos para disminuir la velocidad de la luz en el material. Esta minaturización allana el camino para que muchos circuladores se integren enun chip y fabricado en las grandes cantidades que se necesitarán para construir computadoras cuánticas.
El líder del equipo de Sydney, el profesor David Reilly, explicó que el trabajo para escalar la computación cuántica está impulsando avances en áreas relacionadas de electrónica y nanociencia.
"No se trata solo de qubits, los bloques de construcción fundamentales para las máquinas cuánticas. La construcción de una computadora cuántica a gran escala también necesitará una revolución en la informática clásica y la ingeniería de dispositivos", dijo el profesor Reilly.
"Incluso si hoy tuviéramos millones de qubits, no está claro que tengamos la tecnología clásica para controlarlos. Darse cuenta de que una computadora cuántica ampliada requerirá la invención de nuevos dispositivos y técnicas en la interfaz cuántica clásica".
La autora principal del artículo y candidata al doctorado, Alice Mahoney, dijo: "Tales circuladores compactos podrían implementarse en una variedad de plataformas de hardware cuántico, independientemente del sistema cuántico particular utilizado".
Una computadora cuántica práctica aún está a unos años de distancia. Los científicos esperan poder llevar a cabo cálculos actualmente irresolubles con computadoras cuánticas que tendrán aplicaciones en campos como la química y el diseño de medicamentos, el modelado climático y económico y la criptografía.
El profesor David Reilly es director del Microsoft Quantum Laboratory de la Universidad de Sydney, una asociación multimillonaria, que es parte de un esfuerzo global de Microsoft para construir la primera computadora cuántica práctica del mundo. La asociación se encuentra en el Sydney Nanoscience Hub, eledificio emblemático del Instituto Nano de la Universidad de Sydney.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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