Las tecnologías cuánticas se basan en las propiedades cuánticas de la luz, los electrones y los átomos. En las últimas décadas, los científicos han aprendido a dominar estos fenómenos y a explotarlos en aplicaciones. Por lo tanto, la construcción de una computadora cuántica para aplicaciones comerciales también está al alcance de la mano..Una de las tecnologías emergentes que actualmente se está avanzando con mucho éxito son las computadoras cuánticas con trampa de iones. Aquí, las partículas cargadas son atrapadas con campos electromagnéticos en una cámara de vacío y preparadas de tal manera que pueden servir como portadores de información y ser utilizadas paracomputación, que incluye enfriarlos a las temperaturas más bajas permitidas por la mecánica cuántica. Sin embargo, las propiedades de la mecánica cuántica explotadas en este proceso son altamente propensas a errores. Incluso las deficiencias más pequeñas pueden calentar las partículas fuertemente enfriadas y, por lo tanto, conducir a errores en el procesamiento deinformación cuántica.
Las posibles fuentes de tales fallas son materiales débilmente conductores o no conductores, que se utilizan, por ejemplo, como aislantes en una trampa de iones metálicos, u ópticas, que son necesarias para acoplar iones con luz láser. "Incluso para trampas de iones fabricadasexclusivamente de metal, las capas de óxido en los metales causarían tales fallas ", explica Tracy Northup del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck en Austria. El equipo de Northups junto con colaboradores en Innsbruck y en los EE. UU.influencia de los materiales dieléctricos sobre las partículas cargadas en las trampas de iones.
confirmado experimentalmente
Esto se logró porque los físicos cuánticos de Innsbruck tienen una trampa de iones en la que pueden establecer con precisión la distancia entre los iones y la óptica dieléctrica. Según una propuesta anterior del grupo de Rainer Blatt, los físicos calcularon la cantidad de ruido causado por el dieléctricomaterial para esta trampa de iones y lo comparó con los datos del experimento. "La teoría y el experimento concuerdan muy bien, lo que confirma que este método es muy adecuado para determinar la influencia de los materiales dieléctricos en los iones", explica Markus Teller del equipo de Innsbruck.el ruido, se utilizó el llamado teorema de fluctuación-disipación de la física estadística, que describe matemáticamente la respuesta de un sistema en equilibrio térmico a una pequeña perturbación externa.
"En las computadoras cuánticas, hay muchas fuentes posibles de ruido, y es muy difícil clasificar las fuentes exactas", dice Tracy Northup. "Nuestro método es el primero en cuantificar la influencia de los materiales dieléctricos en una trampa de iones determinadaen las partículas cargadas. En el futuro, los diseñadores de computadoras cuánticas con trampa de iones podrán evaluar este efecto con mucha más precisión y diseñar sus dispositivos para minimizar estas perturbaciones ". Después de haber demostrado con éxito el método en su propia trampa de iones, los físicos de Innsbruckahora quiero aplicarlo a las trampas de iones de colaboradores en los EE. UU. y Suiza.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Innsbruck . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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