Desarrollan bits cuánticos de espín superconductores

Los computadores cuánticos tienen el potencial de superar todos los paradigmas de la computación actual.

Ahora, una investigación pionera presenta una implementación prometedora para el almacenamiento y la manipulación de información cuántica.

Los resultados del estudio son un importante avance en el ámbito de la computación cuántica.

Dicha implementación corresponde a la fusión de dos plataformas ya conocidas: por un lado la que se basa en los modos electromagnéticos en circuitos superconductores y por otro la basada en el espín de electrones atrapados en puntos cuánticos semiconductores.

Esta nueva implementación tiene el potencial de heredar los aspectos beneficiosos de ambas plataformas.

La investigación la ha llevado a cabo un equipo internacional que incluye a Javier Cerrillo y Alfredo Yeyati, ambos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en España

“El cúbit (bit cuántico) consiste en el espín de una cuasipartícula superconductora individual, la cual corresponde a una superposición coherente de electrones y huecos, atrapada en una unión Josephson formada en un nanohilo semiconductor”, explican los autores.

“Debido a la interacción espín-órbita, la supercorriente que fluye a través del nanohilo depende del estado de espín de la cuasipartícula.

Nuestro trabajo demuestra cómo es posible aprovechar la supercorriente dependiente del espín para realizar tanto la detección como la manipulación coherente del espín”, agregan.

Este trabajo representa también un avance significativo en la comprensión teórica y el posible control de los llamados niveles de Andreev.

Estos niveles son modos fermiónicos que existen en todas las uniones superconductoras y que permiten explicar el origen microscópico del famoso efecto Josephson.

En heteroestructuras superconductor-semiconductor, como las uniones formadas por nanohilos que se estudian en este trabajo, los niveles de Andreev son precursores de los llamados estados de Majorana, que tienen propiedades únicas para el almacenamiento de información cuántica en forma resistente a la decoherencia.

Este experimento, por tanto, es también importante con relación al desarrollo de dispositivos basados en este tipo de estados.

Fuente: Science