La computación cuántica continúa desarrollándose, pero la disciplina aún sufre un problema general de estabilidad.
Si la noción de computación cuántica sigue siendo relativamente abstracta para una parte del público, sería fácil olvidar que la teoría subyacente, tan abstracta como lo es para el público en general, también está llena de implicaciones muy concretas. Pero aún es necesario poder aplicar esta teoría en la práctica y, en general, es en este nivel donde el zapato aprieta. Pero el trato podría cambiar gracias a los investigadores de la Universidad de Pensilvania.
Tal como están las cosas, uno de los principales obstáculos para el desarrollo de la computación cuántica está en el lado de los materiales. Porque para producir las unidades lógicas de un procesador cuántico, los investigadores necesitan absolutamente un compuesto que reúna dos características raras: el entrelazamiento cuántico y la coherencia.
El enredo, un fenómeno “aterrador” pero también fascinante
El primero designa muy sumariamente un estado cuántico donde dos partículas están unidas por un vínculo indisoluble independiente de su distancia; técnicamente, si una de las dos partículas sufre la más mínima modificación, el otro miembro del tándem sufrirá precisamente los mismos efectos, aunque esté situado en el otro extremo del universo. Esta noción dio lugar a una famosa frase de Albert Einstein, quien designó el entrelazamiento cuántico como un «acción espeluznante remota».
Hoy en día, el concepto se comprende mucho mejor que en los días del brillante teórico. Es un concepto que está en la base del funcionamiento de los ordenadores cuánticos en la actualidad, o más precisamente de las unidades lógicas en las que se basan, los bits cuánticos -o qbits-. A diferencia de los bits estándar que maneja todos los días en sus computadoras, teléfonos inteligentes y otros dispositivos informáticos, los qbits pueden coexistir en múltiples estados simultáneamente, al igual que el famoso gato de Schroedinger, que a menudo se usa para ilustrar este concepto. Es esta característica la que permite que una computadora cuántica procese cantidades fenomenales de datos en un tiempo relativamente corto en la escala de una computadora estándar.
Mantener el entrelazamiento, el desafío de la computación cuántica
El concepto en sí mismo puede parecer extremadamente abstracto, pero es un aspecto en el que los investigadores comienzan a tener experiencia real; hay muchas computadoras cuánticas experimentales en funcionamiento hoy en día. Por otro lado, la situación es diferente cuando se tiene en cuenta el segundo parámetro mencionado anteriormente, a saber, la consistencia.
Porque producir muchos entrelazamientos cuánticos no es suficiente; también hay que mantenerlos en el tiempo, y eso es mucho más complicado. Tan complicado, de hecho, que este parámetro solo es suficiente para explicar el desarrollo relativamente lento de esta tecnología, al menos en lo que respecta a las aplicaciones de consumo.
Por lo tanto, los especialistas buscan una y otra vez desarrollar un material revolucionario, capaz tanto de permitir el enredo como de mantenerlo. Y esto es precisamente lo que afirman investigadores de la Universidad de Pensilvania con un material muy particular: un semimetal con la fórmula Ta2NiSe5.
Una nueva técnica de estudio para candidatos cuánticos
Este último fue sometido a una nueva técnica llamada efecto fotogalvánico circular, que se basa en la transferencia de un campo eléctrico por una onda de luz. Este examen ha permitido explorar sus propiedades relevantes en el contexto de una computadora cuántica; reveló una extraña peculiaridad de este material EN efecto, tiene una forma de simetría que, cuando está presente en un cristal, le impide reaccionar al efecto fotogalvánico circular; sin embargo, Ta2NiSe5 responde bien a este efecto ya que exhibe esta simetría.
Los investigadores dedujeron que Ta2NiSe5 tendía a perder su simetría a temperaturas muy bajas. En estas condiciones, pasamos de una estructura denominada ortorrómbica (donde cada malla de la red cristalina es un cubo) a una estructura denominada monoclínica.
Este es un descubrimiento que podría parecer perfectamente anecdótico, pero es más sustancial de lo que parece a primera vista. De hecho, este trabajo define una nueva herramienta que los investigadores ahora podrán utilizar para estudiar otras matrices cristalinas muy complejas; con un poco de suerte, algunos de ellos expresarán con gran coherencia un fenómeno de entrelazamiento cuántico, dos elementos que, como se mencionó anteriormente, son esenciales para el correcto funcionamiento de las computadoras cuánticas.
Según uno de los autores del estudio citado por Slashgear, “estos estados entrelazados de la materia«bien podría convertirse en»plataformas naturales en las que podríamos realizar simulaciones cuánticas a gran escala”. Si este trabajo no permitirá producir una computadora cuántica para el público en general en un futuro próximo, es sin duda una cuestión un paso significativo en esta dirección.
