Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur liderado por el profesor de química Lu Jiong ha desarrollado un nuevo tipo de nanocinta de grafeno que tiene un estado ferromagnético muy especial.

Este innovador material se conoce como nanocinta de grafeno de Janus, y según estos científicos tiene aplicaciones potenciales extraordinariamente atractivas en los ámbitos de la electrónica cuántica y los computadores cuánticos. 

Fabricar un cúbit, el dispositivo físico que implementa la mínima unidad de información en los computadores cuánticos, no es en absoluto pan comido.

Los hay de varios tipos: superconductores, trampas de iones, átomos neutros o iones implantados en macromoléculas, entre otras variantes.

Una nanocinta de grafeno es una tira muy estrecha de estructuras de carbono con forma de panal a escala nanométrica que tiene unas propiedades magnéticas muy especiales.

Curiosamente, las nanocintas de grafeno de Janus tienen un único borde en forma de zigzag y están constituidas por anillos de benceno fusionados.

Según el profesor Lu Jiong “las nanocintas de grafeno magnéticas ofrecen un enorme potencial para tecnologías cuánticas gracias a sus largos tiempos de coherencia de espín y su capacidad para operar a temperatura ambiental.

Crear un borde en zigzag unidimensional en estos sistemas es una tarea compleja, pero resulta esencial para ensamblar cúbits de espín múltiple desde cero para tecnologías cuánticas”.

Como explica el profesor Jiong, estas nanocintas tienen las propiedades magnéticas idóneas para fabricar cúbits capaces de trabajar a la temperatura ambiental, por lo que los computadores cuánticos que los utilicen presumiblemente no necesitarían apoyarse en los sofisticados sistemas de refrigeración que requieren las máquinas cuánticas actuales.

Además, si cabe es aún más importante la capacidad que tienen estas nanocintas a la hora de preservar la coherencia del espín.

Una forma asequible de definir el espín nos invita a observarlo como una propiedad intrínseca de las partículas elementales, al igual que la carga eléctrica, derivada de su momento de rotación angular.

La razón por la que no es fácil comprender con precisión qué es el espín se debe a que es un fenómeno cuántico, por lo que no es del todo correcto describirlo como un movimiento de rotación convencional en el espacio.

En cualquier caso, lo importante es que un cúbit fabricado empleando nanocintas de grafeno de Janus sobre el papel sería capaz de trabajar a la temperatura ambiental y podría llevar a cabo operaciones durante más tiempo gracias a su capacidad de lidiar con la decoherencia cuántica.

Es evidente que estas propiedades catapultarían las prestaciones de los prototipos de computadores cuánticos actuales.

Y quizá acelerarían la llegada de la tan ansiada corrección de errores. 

Fuente: NUS News

Artículos relacionados:

Avances en el diseño de nanocintas de grafeno de alta precisión Nuevo método facilita drásticamente la fabricación de computadores cuánticos Logran que los computadores cuánticos mantengan los efectos cuánticos más tiempo Computadores cuánticos ya están siendo utilizados para resolver problemas reales Microsoft trabaja en un nuevo lenguaje de programación para usarlo con computadores cuánticos Superconductor busca acabar con la decoherencia, el mayor problema de los computadores cuánticos