Físicos han registrado por primera vez la “coherencia temporal” de un qubit de grafeno: cuánto tiempo puede mantener un estado especial que le permita representar dos estados lógicos simultáneamente.

La demostración, que usó un nuevo tipo de qubit basado en grafeno, representa un paso crítico para la computación cuántica práctica, dicen los investigadores involucrados en este avance, liderados por el MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Los bits cuánticos superconductores (qubits) son átomos artificiales que utilizan diversos métodos para producir bits de información cuántica, el componente fundamental de las computadoras cuánticas.

Al igual que los circuitos binarios tradicionales en las computadoras, los qubits pueden mantener uno de los dos estados correspondientes a los bits binarios clásicos, un 0 o 1. Pero estos qubits también pueden ser una superposición de ambos estados simultáneamente, lo que podría permitir a las computadoras cuánticas resolver problemas complejos que son prácticamente imposibles para las computadoras tradicionales.

La cantidad de tiempo que estos qubits permanecen en este estado de superposición se conoce como su “tiempo de coherencia”. Cuanto más largo sea el tiempo de coherencia, mayor será la capacidad del qubit para calcular problemas complejos.

Recientemente, los investigadores han incorporado materiales basados en grafeno en dispositivos de computación cuántica superconductores, que prometen una computación más rápida y eficiente, entre otras ventajas. Hasta ahora, sin embargo, no ha habido coherencia registrada para estos qubits avanzados, por lo que no se sabe si son factibles para la computación cuántica práctica.

En un artículo publicado ahora en Nature Nanotechnology, los investigadores demuestran, por primera vez, un qubit coherente hecho de grafeno y materiales exóticos. Estos materiales permiten que el qubit cambie de estado a través del voltaje, al igual que los transistores en los chips de computadora tradicionales de hoy en día, y a diferencia de la mayoría de los otros tipos de qubits superconductores. Además, los investigadores pusieron un número a esa coherencia, marcándola a 55 nanosegundos, antes de que el qubit vuelva a su estado fundamental.

“Nuestra motivación es utilizar las propiedades únicas del grafeno para mejorar el rendimiento de los qubits superconductores”, dice en un comunicado el primer autor Joel I-Jan Wang, un postdoctorado en el Laboratorio de Investigación de Electrónica (RLE) en el MIT.

“En este trabajo, mostramos por primera vez que un qubit superconductor hecho de grafeno es temporalmente coherente cuántica, un requisito clave para construir circuitos cuánticos más sofisticados. El nuestro es el primer dispositivo para mostrar un tiempo de coherencia mensurable, una métrica primaria de qubit, eso es lo suficientemente largo para que los humanos lo controlen”, añade.

Fuente: europapress.es