Los investigadores encuentran el eslabón fotónico que faltaba para hacer posible una Internet cuántica totalmente de silicio
Investigadores de la Universidad Simon Fraser han realizado un avance crucial en el desarrollo de la tecnología cuántica.
Un único qubit del centro T en la red de silicio (render), que soporta el primer espín único que se ha observado ópticamente en el silicio. Los componentes del centro T (dos átomos de carbono y un átomo de hidrógeno) se muestran en color naranja, y el espín de los electrones que se puede observar ópticamente aparece en azul pálido brillante.
Photonic
Su investigación, publicada en Nature, describe sus observaciones de más de 150.000 qubits de silicio de tipo "centro T" de fotones-espín, un hito importante que abre oportunidades inmediatas para construir ordenadores cuánticos de escala masiva y la Internet cuántica que los conectará.
La computación cuántica tiene un enorme potencial para proporcionar una potencia de cálculo muy superior a la de los superordenadores actuales, lo que podría permitir avances en muchos otros campos, como la química, la ciencia de los materiales, la medicina y la ciberseguridad.
Para que esto sea una realidad, es necesario producir tanto qubits estables y de larga vida que proporcionen potencia de procesamiento, como la tecnología de comunicaciones que permita que estos qubits se conecten entre sí a escala.
Investigaciones anteriores han indicado que el silicio puede producir algunos de los qubits más estables y duraderos de la industria. Ahora, la investigación publicada por Daniel Higginbottom, Alex Kurkjian y sus coautores proporciona una prueba de principio de que los centros T, un defecto luminiscente específico del silicio, pueden proporcionar un "enlace fotónico" entre qubits. Este trabajo procede del Laboratorio de Tecnología Cuántica de Silicio del Departamento de Física de la SFU, codirigido por Stephanie Simmons, titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Tecnologías Cuánticas de Silicio, y Michael Thewalt, profesor emérito.
"Este trabajo es la primera medición de centros T individuales en aislamiento y, en realidad, la primera medición de cualquier espín individual en silicio que se realiza sólo con mediciones ópticas", dice Stephanie Simmons.
"Un emisor como el centro T, que combina qubits de espín de alto rendimiento y generación de fotones ópticos, es ideal para hacer ordenadores cuánticos escalables y distribuidos, porque pueden manejar el procesamiento y las comunicaciones juntos, en lugar de tener que interconectar dos tecnologías cuánticas diferentes, una para el procesamiento y otra para las comunicaciones", dice Simmons.
Además, los centros T tienen la ventaja de emitir luz en la misma longitud de onda que utilizan los equipos actuales de comunicaciones de fibra metropolitana y redes de telecomunicaciones.
"Con los centros T, se pueden construir procesadores cuánticos que se comunican intrínsecamente con otros procesadores", afirma Simmons. "Cuando tu qubit de silicio puede comunicarse emitiendo fotones (luz) en la misma banda que se utiliza en los centros de datos y las redes de fibra, obtienes estas mismas ventajas para conectar los millones de qubits necesarios para la computación cuántica".
El desarrollo de la tecnología cuántica con silicio ofrece la posibilidad de ampliar rápidamente la computación cuántica. La industria mundial de semiconductores ya es capaz de fabricar a escala chips informáticos de silicio a bajo coste y con un grado de precisión asombroso. Esta tecnología constituye la espina dorsal de la informática y las redes modernas, desde los teléfonos inteligentes hasta los superordenadores más potentes del mundo.
"Si se encuentra una forma de crear procesadores de computación cuántica en silicio, se pueden aprovechar todos los años de desarrollo, conocimientos e infraestructura utilizados para fabricar ordenadores convencionales, en lugar de crear toda una nueva industria para la fabricación cuántica", afirma Simmons. "Esto representa una ventaja competitiva casi insuperable en la carrera internacional por el ordenador cuántico".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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