En un avance significativo para el desarrollo de la computación cuántica, investigadores de las universidades de Manchester y Melbourne han logrado crear el silicio más puro del mundo. Este avance podría ser crítico para superar uno de los principales obstáculos que enfrenta esta tecnología revolucionaria: la fragilidad de los sistemas cuánticos.
La computación cuántica, que explota fenómenos a nivel atómico, promete una revolución en diversos campos, desde el diseño de fármacos hasta operaciones ultrarrápidas. Sin embargo, los sistemas actuales son propensos a errores debido a su alta sensibilidad a factores externos, lo que limita su confiabilidad.
El silicio es un material fundamental en la informática clásica, y los científicos han estado explorando su uso en computación cuántica. El desafío radica en que el silicio natural contiene isótopos que provocan la pérdida de información en los cúbits, las unidades básicas de información cuántica.
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Mediante un innovador proceso de enriquecimiento, los investigadores lograron eliminar los isótopos indeseables del silicio, creando una versión extremadamente pura compuesta únicamente por silicio-28. Este avance permitiría la fabricación de un millón de cúbits del tamaño de una cabeza de alfiler.
Según Ravi Acharya, investigador de la Universidad de Manchester y coautor del estudio publicado en ‘Communication Materials’, «La gran ventaja de la computación cuántica de silicio es que se utilizan las mismas técnicas que para fabricar los chips electrónicos actuales, pero este material se puede utilizar para crear cúbits de silicio de alta calidad, superando las limitaciones de pureza».
Silicio más puro
Los cúbits de silicio puro podrían mantener su coherencia cuántica, es decir, su capacidad de almacenar información sin corrupción, durante períodos más prolongados. Investigaciones previas en Melbourne lograron un récord de 30 segundos de coherencia, suficiente para realizar cálculos complejos sin errores.
David Jamieson, de la Universidad de Melbourne y coautor del estudio, afirma: «Ahora que podemos producir silicio-28 extremadamente puro, nuestro próximo paso será demostrar que podemos mantener la coherencia cuántica para muchos cúbits simultáneamente. Un ordenador cuántico confiable con solo 30 cúbits ya sería capaz de superar la potencia de los mejores ordenadores clásicos actuales para algunas aplicaciones».
Google e IBM usan cúbits de materiales superconductores que requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, enfriados con sistemas de refrigeración que usan isótopos de helio.
«En una investigación publicada anteriormente en ‘Nature Nanotechnology’, la Universidad de Melbourne estableció (y aún mantiene) el récord mundial de coherencia de un solo cúbit -el tiempo que puede sobrevivir sin ‘corromperse’- de 30 segundos utilizando silicio con menos grado de purificación.»
Este récord previo de 30 segundos de coherencia para un solo cúbit usando silicio menos puro resalta aún más la importancia del avance logrado al crear el silicio más puro del mundo, ya que permitiría mantener la coherencia cuántica por períodos aún más prolongados y para múltiples cúbits simultáneamente, según afirman los investigadores.
Esta técnica abre el camino hacia computadoras cuánticas robustas que prometen transformar radicalmente diversos sectores, desde la inteligencia artificial hasta el diseño de vacunas, el uso de energía y la fabricación. La revolución cuántica parece cada vez más cercana gracias a este avance en la purificación del silicio.
