Investigadors de la UV situen més a prop construir ordinadors quàntics

Els ordinadors quàntics auguren un augment exponencial de la velocitat
25 març 2016 01:00h

RedactaVeu / València.

Un equip internacional de físics i químics, entre ells científics de l'Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València (ICMol), han desenvolupat una nova estratègia per a millorar el rendiment dels poderosos bits quàntics –o qubits–, que consisteix a fer aquests nanoimans invisibles al camp magnètic. La troballa, publicada en la revista ‘Nature’, suposa un altre pas endavant cap a la construcció d'ordinadors quàntics.

En comparació amb els ordinadors i dispositius actuals, que es basen en transistors per a processar bits d'informació en forma de 0 i 1 binaris, els ordinadors quàntics auguren un augment exponencial de la velocitat a l'hora de realitzar tasques computacionals. L'enorme poder dels qubits –l'anàleg quàntic del bit en informàtica– podria acabar deixant arrere les màquines actuals i revolucionant camps com la química computacional o la criptografia, tan fonamental per a la seguretat de les comunicacions.

El principal problema amb el qual es topa la computació quàntica basada en qubits magnètics és que aquests s'han de comunicar entre si dins un entorn massa sorollós, fins a hui difícil de reduir, i això impedeix que la informació quàntica es transporte de manera eficient. És a dir, la interacció entre qubits –encara que factible teòricament en el món quàntic– es presenta plena de soroll magnètic quan es treballa en un entorn real, interferint així en els càlculs.

Precisament, l'avanç presentat en l'article consisteix a dissenyar molècules magnètiques que es tornen invisibles quan interaccionen amb un camp magnètic. En certa manera, aquests qubits magnètics moleculars són anàlegs als metamaterials –materials invisibles a la llum–, la qual cosa permet que es comuniquen entre si sense que els afecte el soroll magnètic generat tant per l'entorn com per les interaccions magnètiques presents entre ells en aproximar-se.

Rellotges atòmics

Per tal d’assolir aquesta invisibilitat, els científics han tret partit d'un procés similar al que s'usa en els anomenats Rellotges Atòmics, dispositius d'altíssima precisió per a mesurar el temps. Per açò, els científics han anomenat aquestes operacions ‘transicions de rellotge atòmic’ (‘atomic clock transitions’, en el títol de l'article).

Només es tracta d'un pas més, però un pas imprescindible per a seguir avançant en el disseny de qubits magnètics més robusts que permeten, a curt termini, millorar la comunicació entre aquests i processar la informació quàntica de manera més eficient; i, a més llarg termini, construir ordinadors quàntics basats en aquestes molècules magnètiques.

Col·laboració internacional

Aquest treball és el resultat d'una col·laboració establerta entre l’ICMol (dirigit per Eugenio Coronado) i el laboratori Nacional d'Alts camps Magnètics de Tallahassee (dirigit per Steve Hill). L'equip de València que ha desenvolupat aquest treball està format per Yan Duan –estudiant de tesi que ha obtingut les molècules magnètiques-, Alejandro Gaita i Eugenio Coronado. Els dos últims han concebut la recerca i han redactat aquest article que constitueix una de les fites més importants de les ERC Grants concedides a tots dos investigadors per la Comissió Europea.

La Veu del País Valencià
 
next