miércoles, 15 de octubre de 2014

Solución doble al mayor problema para producir ordenadores cuánticos

Sendos equipos en los mismos laboratorios de la UNSW (Universidad de Nueva Gales del Sur) han dado con soluciones diferentes a un problema crítico para la producción de ordenadores cuánticos.
   Los equipos crearon dos tipos de bits cuánticos, o "qubits" - los bloques de construcción de las computadoras cuánticas - que procesan datos cuánticos con una precisión superior al 99%. Ambos se han publicado simultáneamente en la revista Nature Nanotechnology.
   "Para que la computación cuántica se convierta en una realidad necesitamos para operar los bits con tasas de error muy bajas", dice el profesor Andrew Scientia Dzurak, director de la Australian National Fabrication Facility en la UNSW, donde se hicieron los dispositivos.
   "Tenemos ahora dos vías paralelas para la construcción de un ordenador cuántico de silicio, y cada una muestra esta súper precisión", añade el profesor asociado Andrea Morello, de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y de Telecomunicaciones de la UNSW.
   Los equipos, que también están afiliados con el Centro ARC de Excelencia para la Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación, fueron los primeros en el mundo en demostrar qubits espín de un solo átomo de silicio, logros publicados en Nature en 2012 y 2013.
ARTIFICIAL O NATURAL
   Ahora, el equipo dirigido por Dzurak ha descubierto una manera de crear un qubit "átomo artificial" con un dispositivo muy similar a los transistores de silicio utilizados en la electrónica de consumo, conocidos como MOSFETs. El investigador post-doctoral Menno Veldhorst, autor principal del artículo que informa sobre el qubit átomo artificial, dice: "Es realmente increíble que podamos hacer un qubit con tal precisión utilizando más o menos los mismos dispositivos que tenemos en nuestros ordenadores portátiles y los teléfonos."
   Mientras tanto, el equipo de Morello se ha centrado en llevar el qubit de átomo de fósforo "natural" a los extremos de rendimiento. Juha Muhonen, investigador y autor principal de este trabajo, señala: "El átomo de fósforo contiene en realidad dos qubits: El electrón y el núcleo. Con el núcleo en particular hemos logrado una precisión cercana al 99,99%. Eso significa sólo un error por cada 10.000 operaciones cuánticas".
   Dzurak explica que, "a pesar de que existen métodos para corregir los errores, su eficacia sólo se garantiza si se producen los errores de menos del 1% de las veces. Nuestros experimentos son los primeros en estado sólido, y la primera vez en el silicio, en cumplir con este requisito ".

Las operaciones de alta precisión para ambos qubits, de átomo natural y artificial, se logra mediante la colocación de cada uno dentro de una capa delgada de silicio especialmente purificada, que contiene sólo el isótopo silicio-28. Este isótopo es perfectamente no magnético y, a diferencia de los de origen natural de silicio, no perturba el bit cuántico. El silicio purificado se proporciona a través de la colaboración con el profesor Kohei Itoh, de la Universidad de Keio en Japón.
   El siguiente paso para los investigadores es construir pares de bits cuánticos de alta precisión. Se espera que los ordenadores cuánticos grandes que consisten en muchos miles o millones de qubits puedan integrar ambos átomos naturales y artificiales.
SE RETUVO INFORMACIÓN 30 SEGUNDOS
   El equipo de investigación de Morello también estableció un récord mundial de "tiempo de coherencia" para un solo bit cuántico realizada en estado sólido. "El tiempo de coherencia es una medida de cuánto tiempo se puede conservar la información cuántica antes de que se pierda", dice Morello. Cuanto más largo es ese tiempo, más fácil es realizar largas secuencias de operaciones y cálculos, y por lo tanto más complejas.
   El equipo fue capaz de almacenar información cuántica en un núcleo de fósforo durante más de 30 segundos. "La mitad de un minuto es una eternidad en el mundo cuántico. Preservar una" superposición cuántica 'durante mucho tiempo, y dentro de lo que es básicamente una versión modificada de un transistor normal, es algo que casi nadie creía posible hasta hoy ", dice Morello .


Fuente:http://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-doble-solucion-problema-principal-producir-ordenadores-cuanticos-20141013142040.html

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