Controlando electrones individuales para nuevos dispositivos
Los ordenadores cuánticos se basan en el aprovechamiento de los cubits, el análogo cuántico a los bits clásicos. Mientras que los bits clásicos pueden existir bien como 0 o como 1, los cubits pueden existir en más de un estado simultáneamente y, de hecho, en un número infinito de superposiciones de dos estados en cualquier momento. Los cubits almacenan información basada en el espín de un electrón (en ocasiones se describe como «pin hacia arriba» y «pin hacia abajo»), una propiedad relacionada con la orientación de su momento angular intrínseco. Por ello, el control y la manipulación del espín electrónico son básicos para la creación en un futuro de dispositivos de computación cuántica. Hasta la fecha se ha conseguido un control excelente del espín de un electrón individual en pequeños fragmentos de material semiconductor (puntos cuánticos). No obstante, el transporte coherente del espín electrónico de un lugar a otro y, con ello, la posibilidad de las interacciones no locales entre cubits es la pieza que falta en este rompecabezas. Científicos europeos se propusieron dar con ella mediante la demostración de la transferencia coherente entre dos puntos cuánticos, con la financiación de la UE del proyecto Spintransfer («Transporte coherente del espín de un electrón individual en nanoestructuras semiconductoras»). Una vez conseguido el desarrollo de las técnicas de nanofabricación de estructuras puntuales y la tecnología para detectar el estado de un electrón, demostraron la transferencia eficiente de un electrón individual de un punto cuántico a otro separado del primero. Además, la transferencia ocurrió en la escala temporal de los nanosegundos, lo que es de importancia esencial para su aplicación en las tecnologías de cálculo rápido necesarias para la computación cuántica. Entre los resultados más importantes, el equipo de Spintransfer demostró la capacidad para separar dos electrones en un estado singlete (emparejados con espines opuestos) para producir potencialmente un par distante de electrones entrelazados. El entrelazamiento significa que el estado de uno induce un estado correlativo en el otro, aunque pueden estar separados y ya no estar emparejados. Los resultados se publicaron en la prestigiosa revista Nature y a través de varios comunicados de prensa en todo el mundo. Los experimentos pioneros de Spintransfer y sus avances científicos abren la puerta a nuevos y emocionantes caminos de investigación del transporte de electrones individuales coherente. Han acercado un paso más a la comunidad científica y los consumidores a dispositivos espintrónicos avanzados que aprovechen el espín del electrón para nuevas funcionalidades.
