Un solo cúbit central en T en la red de silicio, que admite el primer giro único que se observa ópticamente en el silicio. El centro T (dos átomos de carbono y un átomo de hidrógeno) se muestran en naranja, y el espín del electrón ópticamente direccionable está en azul pálido brillante.
Científicos de la Universidad Simon Fraser de Canadá han logrado observar en estructuras de silicio más de 150.000 cúbits (bit cuántico) de 'centro T' generadores de fotones. El descubrimiento de este defecto luminiscente específico en los cristales de este elemento químico puede asegurar el vínculo fotónico entre cúbits. De este modo, se abrirían oportunidades para producir en serie computadoras cuánticas a cualquier escala, según ha informado el equipo en un comunicado difundido este miércoles.
“Este trabajo es la primera medición de 'centros T' únicos aislados y, de hecho, es la primera medición de cualquier espín único en silicio que se realiza solo con mediciones ópticas”, anunció Stephanie Simmons, codirectora del Laboratorio de Tecnología Cuántica de Silicio de la Universidad Simon Fraser y jefa del equipo de investigación publicado en Nature.
Las supercomputadoras actuales con base en los microprocesadores (y la información codificada en bits) presentan capacidades limitadas de desarrollo. El problema reside en que, a medida que se reduce el tamaño de los microchips, para lograr mayor velocidad de procesamiento, hay un límite de miniaturización tras el cual dejan de funcionar correctamente. La computación cuántica tiene un enorme potencial para proporcionar una potencia informática mucho mayor a la actual, debido a que opera en niveles subatómicos. De esta manera, muchas áreas de la ciencia, la tecnología y la sociedad se verían muy beneficiadas.
Pero antes de que se puedan aprovechar las potencialidades de las computadoras cuánticas, las redes necesitan solucionar varios problemas científicos. Uno de ellos es el de la capacidad de entrelazar cuánticamente estos cúbits, estables y duraderos, y vincularlos a escala. La importancia del descubrimiento de estos investigadores radica precisamente en que los 'centros T' pueden actuar como enlaces fotónicos entre los cúbits.
Simmons plantea que un 'centro T', generador de fotones ópticos, es ideal para "hacer computadoras cuánticas escalables y distribuidas porque pueden manejar el procesamiento y las comunicaciones juntas, en lugar de tener que interconectar dos tecnologías cuánticas diferentes. Una para procesamiento, y otra para comunicaciones”.
Al emitir luz en la misma longitud de onda que utilizan los equipos de redes de telecomunicaciones de fibra óptica actuales, ya estarían creadas las bases para conectar los millones de cúbits necesarios para que el despliegue de la tecnología de Internet cuántica sea más sencillo. El desarrollo de tecnología cuántica con silicio resulta tener otra ventaja, ya que la industria global de semiconductores cuenta con años de experiencia en fabricación de equipos económicos y precisos, ofreciendo más oportunidades de desarrollar esta tecnología.
“Al encontrar una manera de crear procesadores de computación cuántica en silicio, puede aprovechar todos los años de desarrollo, conocimiento e infraestructura utilizados para fabricar computadoras convencionales, en lugar de crear una industria completamente nueva para la fabricación cuántica”. “Esto representa una ventaja competitiva casi insuperable en la carrera internacional por una computadora cuántica”, concluye Simmons.
