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Este nuevo material es un hito para la computación cuántica.

El material superconductor recién descubierto puede ayudar a allanar el camino para que nuestros sueños cuánticos se hagan realidad.

La computación cuántica ha recibido mucha atención en los últimos años, pero se ha mantenido lejos de la realidad gracias a las limitaciones físicas de las tecnologías.

Pero según una nueva investigación realizada por científicos de Universidad Johns Hopkins, un descubrimiento que hicieron sobre el nuevo material superconductor puede ayudar a allanar el camino para que nuestros sueños cuánticos se hagan realidad.

La nueva investigación se centra en un material superconductor que los científicos han descubierto que existe naturalmente en un estado cuántico sin la adición de campos magnéticos o la estabilización de los «líquidos de espín cuántico».

Según los investigadores, el mantenimiento relativamente bajo de este material lo convierte en un gran candidato para construir computadoras cuánticas más extendidas.

«Esto puede cambiar el juego», dice el primer autor del estudio.

Todavía no estamos listos para comenzar la carrera. Los autores escriben que aún se necesitará más investigación sobre los pares de antipartículas presentes en este nuevo material para determinar la efectividad de este material en diferentes formas de sistemas cuánticos, como las computadoras cuánticas topológicas.

La investigación del equipo describe un material superconductor llamado β-Bi2Pd, que existe naturalmente en un estado cuántico sin la influencia adicional de los campos magnéticos generalmente requeridos para este propósito.

Los autores escriben que el bajo mantenimiento y la estabilidad de este material lo convierten en un candidato perfecto para diseñar sistemas cuánticos. La investigación será publicada el 11 de octubre en la revista Science por físicos de la Universidad Johns Hopkins.

«Descubrimos que cierto material superconductor contiene propiedades especiales que pueden ser los elementos fundamentales de la tecnología futura», dijo el primer autor del artículo, Yufan Li, en un comunicado de prensa. «Un anillo de β-Bi2Pd ya existe en el estado óptimo y no requiere modificaciones adicionales para funcionar. Eso puede cambiar el juego «.

A pesar de alardear de la supremacía cuántica de personas como Google y de especular sobre los avances que esta tecnología traería en las áreas de encriptación de productos farmacéuticos, la realidad de las computadoras cuánticas ampliamente disponibles ha estado paralizada por las limitaciones físicas de la tecnología.

Las computadoras de hoy usan pedacitos, representado por un voltaje eléctrico o pulso de corriente, para almacenar información. El pedacitos existen en dos estados, «0» o «1».

Las computadoras cuánticas, basadas en las leyes de la mecánica cuántica, utilizan bits cuánticos o qubits, que usan no solo dos estados, sino una superposición de dos estados.

Esta capacidad de usar estos qubits Hace que las computadoras cuánticas sean mucho más poderosas que las computadoras para resolver ciertos tipos de problemas, como los relacionados con la inteligencia artificial, el desarrollo de fármacos, la criptografía, el modelo financiero y el clima.


Una representación visual de un qubit, que puede existir simultáneamente entre dos estados. Un famoso ejemplo de un qubit es el gato de Schrodinger, un gato hipotético que puede estar vivo y muerto. De manera similar, un qubit de flujo, o un anillo hecho de un material superconductor, puede hacer que la corriente eléctrica fluya en sentido horario y antihorario al mismo tiempo.

Un famoso ejemplo de qubit Es el gato de Schrodinger, un gato hipotético que puede estar vivo y muerto simultáneamente.

«Una implementación más realista y tangible de qubit puede ser un anillo hecho de material superconductor conocido como fundente qubitdonde dos estados con corrientes eléctricas en sentido horario y antihorario pueden existir simultáneamente «, dice Chia-Ling Chien, profesora de física en la Universidad Johns Hopkins y otro autor del artículo.

Para existir entre dos estados, el qubits utilizando superconductores tradicionales requieren que se aplique un campo magnético externo muy preciso a cada qubit, dificultando la operación de una manera práctica.

En el nuevo estudio, Li y sus colegas encontraron que un anillo de β-Bi2Pd Ya existe naturalmente entre dos estados en ausencia de un campo magnético externo. La cadena puede circular inherentemente en sentido horario y antihorario simultáneamente a través de un β-Bi2Pd.

Agrega Li: «Un anillo de β-Bi2Pd ya existe en el estado óptimo y no requiere modificaciones adicionales para funcionar. Eso puede cambiar el juego «.

El siguiente paso, dice Li, es buscar fermiones Majorana dentro del β-Bi2Pd; Los fermiones de Majorana son partículas que también son antipartículas y son necesarias para el siguiente nivel de computadoras cuánticas resistentes a las interrupciones: las computadoras cuánticas topológicas.

Los fermiones de Majorana se basan en un tipo especial de material superconductor: el llamado superconductor de triple giro con dos electrones en cada par alineando sus rotaciones en paralelo, que hasta ahora ha sido ilusorio para los científicos.

Ahora, a través de una serie de experimentos, Li y sus colegas han descubierto que películas delgadas de β-Bi2Pd tienen propiedades especiales necesarias para el futuro de la computación cuántica.

Los científicos aún no han descubierto el superconductor triplete de espín intrínseco necesario para avanzar en la computación cuántica, pero Li espera el descubrimiento de las propiedades especiales de β-Bi2Pd conducir a encontrar fermiones Majorana en el material.

«En última instancia, el objetivo es encontrar y manipular los fermiones de Majorana, que es la clave para lograr la computación cuántica tolerante a fallas para liberar realmente el poder de la mecánica cuántica», dice Li.

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