Un paso más cerca de los ordenadores cuánticos
Los ordenadores basados en bits cuánticos (o «qubits») en lugar de bits estándar podrían efectuar cálculos a una velocidad exponencialmente superior a la de sus contrapartes convencionales. Los ordenadores cuánticos podrían tener aplicaciones ilimitadas en la realización de complejos cálculos numéricos. Piénsese en la enorme diferencia entre la capacidad de una calculadora y la de un ordenador para hacer cálculos repetitivos rápidamente. El poder de los qubits radica en su habilidad para existir en más de un estado al mismo tiempo, y ahora además de «0» y «1» también se puede tener «0 y 1». Sin embargo, un fenómeno de interferencia denominado decoherencia se ha constituido en un obstáculo importante para lograr el rendimiento necesario para efectuar cálculos cuánticos. La decoherencia se refiere a cambios aleatorios en los estados cuánticos, inestabilidad que redunda en pérdida de información. De este modo, la decoherencia es el principal problema que tienen los qubits. Varios diseños de qubits se basan en el denominado efecto Josephson en semiconductores de baja temperatura crítica (Tc) o LTS. La temperatura crítica es aquella a la que un material se vuelve superconductor. El efecto Josephson, la habilidad de los electrones para desplazarse «por túnel» a través de una región no conductora delgada sin necesidad de aplicar un voltaje externo, surge de la incoherencia de los electrones en los dos superconductores que separa dicha región. El sistema compuesto por dos superconductores y la región (típicamente no conductora) que los separa recibe el nombre de unión Josephson (JJ). Investigadores europeos financiados por el proyecto HYBMQC se han propuesto demostrar la factibilidad de diseñar qubits de alta calidad basados parcialmente en el efecto Josephson en superconductores de alta Tc (HTS) para proporcionar una protección intrínsecamente cuántica contra la decoherencia. Este equipo ha llevado a cabo numerosos experimentos en los que ha comparado JJ de LTS con JJ de HTS. Se han concentrado en uniones distintas a las tradicionales de niobio (Nb), incluyendo uniones de nitruro de niobio (NbN). Dichas uniones se caracterizan por tener regímenes moderadamente amortiguados (RMA) en los que el amortiguamiento es capaz de acoger el efecto túnel cuántico a nivel macroscópico a temperaturas más bajas que en las JJ convencionales. Las JJ de HTS parecían tener una funcionalidad comparable a la de las JJ de LTS pero con mayor flexibilidad. El progreso alcanzado en el control de JJ de HTS condujo al diseño de un dispositivo de interferencia cuántica de HTS (rf-SQUID) y estimuló un nuevo diseño híbrido y un proceso de fabricación que integra nanoalambres de arseniuro de indio (InAs). La eficiencia de los qubits producidos por el equipo del proyecto HYBMQC usando plataformas clásicas de unión allana el camino hacia nuevos materiales con funciones potencialmente novedosas.
