Durante décadas, los chips de silicio han formado parte del corazón de todo tipo de dispositivos informáticos. Sin embargo, en la carrera de los ordenadores cuánticos, el silicio ha perdido protagonismo frente a otros materiales. Aunque esto podría volver a cambiar gracias a una serie de nuevos avances.

En teoría, el silicio debería ser un gran candidato para impulsar la próxima generación de computadoras cuánticas. Ya que ya hay una gran infraestructura para producir chips de ordenador con este material. Y también existen métodos para generar cúbits, o bits cuánticos, con procedimientos basados en silicio.

Los cúbits son los bloques básicos para construir ordenadores cuánticos. La capacidad que tiene un cúbit de estar en dos estados (cero y uno) al mismo tiempo (conocida como superposición) permite la computación paralela a nivel masivo, la característica clave para sobrepasar las capacidades de los ordenadores convencionales más poderosos.

Pero los enfoques basados en el silicio para generar cúbits han resultado mucho menos populares que los que utilizan materiales superconductores como el aluminio enfriado a temperaturas extremas. Una de las razones por las que el silicio ha perdido apoyos es que los cúbits resultantes son mucho más difíciles de controlar y no está claro si las máquinas fabricadas con silicio se podrían escalar fácilmente.

El gigante de chips, Intel, espera que los «cúbits de spin» (spin qubits) ayuden a resolver estas preocupaciones. La idea consiste en utiliza diminutos pulsos de microondas para controlar el giro (spin) de un electrón en un dispositivo de silicio y aplicar esto para crear cúbits de manera efectiva.

Los académicos llevan tiempo trabajando para desarrollar nuevas técnicas que hagan que este enfoque sea más eficiente. En un artículo publicado la semana pasada en Nature, investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos) y la Universidad de Wisconsin-Madison (EE. UU.), afirman que han logrado programar un ordenador cuántico de dos cúbits basado en cúbits de spin con la que han sido capaces de ejecutar un par de algoritmos que normalmente se emplean para probar la efectividad de las máquinas cuánticas. Uno de ellos podría usarse para realizar búsquedas en una base de datos.

El investigador del proyectoThomas Watson explica que el avance se ha conseguido gracias a cosas como encontrar mejores formas de calibrar las «puertas» en la máquina o los circuitos cuánticos básicos. El experto confía en que los sistemas basados ​​en silicio podrían permitir empaquetar los cúbits de forma más compacta que otros métodos. Cuanto más cerca están los cúbits entre sí, más fácil es que influyan en los vecinos, lo que aumenta la potencia computacional de las máquinas.

No obstante, la comodidad no es el único aspecto importante. Si los cúbits pueden influir a sus vecinos más lejanos, además de a los que tienen al lado, entonces un ordenador tendrá aún más potencia computacional. Ese ha sido el enfoque de los investigadores de la Universidad de Princeton (EE. UU.), la Universidad de Konstanz (Alemania) y el Joint Quantum Institute/NIST en Maryland (EE. UU.). En otro artículo publicado en Nature, el equipo describe un método para usar fotones de microondas para ayudar a juntar cúbits distantes.

Todavía queda mucho trabajo por hacer para lograr que los cúbits basados ​​en silicio sean tomados serio; pero el potencial está ahí. Permanecen en estado cuántico durante más tiempo que sus homólogos superconductores y esto les permite realizar más operaciones. También pueden funcionar a temperaturas más altas, lo que significa que no necesitan equipos tan complejos para soportarlos.

Intel cree que todo esto permitirá escalar más fácilmente los ordenadores cuánticos para que lleguen a los millones de cúbits necesarios para hacer un sistema comercial realmente útil. Esta es la razón por la cual la empresa ha estado apoyando a los investigadores que trabajan en la tecnología cuántica basada en silicio. Intel también planea comenzar a producir obleas con miles de pequeñas matrices de cúbits en la misma fábrica en la que opera sus tecnologías avanzadas de transistores.

Pero incluso el mayor admirador del silicio no tiene claro cómo acabará todo: Intel también está desarrollando cúbits superconductores.

Fuente: techonologyreview.es