Investigadores desarrollan silicio ultrapuro ideal para fabricar computadoras cuánticas

Investigadores de las universidades de Melbourne (Australia) y Manchester (Reino Unido) han inventado una técnica para crear silicio altamente purificado, “un material perfecto” para fabricar los potentes ordenadores cuánticos.

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En un hallazgo, recogido este martes en la revista Communication Materials, los investigadores explican cómo han producido una forma mejorada y ultrapura de silicio que permite construir cúbit de alto rendimiento, el componente fundamental de la informática cuántica.

“Hemos conseguido crear una especie de ‘ladrillo’ o pieza necesaria para la creación de un ordenador cuántico de silicio”, subraya uno de los autores, Richard Curry, catedrático de materiales electrónicos avanzados de la universidad de Manchester.

“Se trata de un paso crucial para hacer viable una tecnología con la capacidad de procesar datos a gran escala que tendrá el potencial de transformar la humanidad, al facilitar soluciones a problemas complejos como los impactos del cambio climático o los retos sanitarios”, añade.

Superar un reto

Uno de los mayores retos en el desarrollo de ordenadores cuánticos es que sus componentes básicos, los llamados cubits o bits cuánticos, son muy sensibles y requieren un entorno estable para mantener la información que contienen.

Pequeños cambios en su entorno, como fluctuaciones de temperatura, pueden provocar errores informáticos.

Otro problema es su escala, tanto su tamaño físico como su capacidad de procesamiento: diez cubits tienen la misma capacidad de procesamiento que 1.024 bits en un ordenador normal y pueden ocupar un volumen mucho menor.

Un ordenador cuántico a pleno rendimiento necesitaría alrededor de un millón de cubits.

Los científicos llevan 60 años trabajando con el silicio para que, este material básico de la informática por sus propiedades semiconductoras, rinda al máximo de su capacidad, pero en computación cuántica tiene sus retos.

La cuestión es que el silicio natural se compone de tres átomos de diferente masa (llamados isótopos), y uno de ellos hace que el cubit pierda información.

Ahora, los investigadores han logrado manipular este material para eliminar los átomos perjudiciales para el cubit y convertirlo en el silicio más puro del mundo, permitiendo crear un millón de bits cuánticos del tamaño de la cabeza de un alfiler.

“Nuestra técnica abre el camino al desarrollo de ordenadores cuánticos fiables a gran escala con un gran poder transformador de la sociedad en áreas como la inteligencia artificial, datos y comunicaciones seguras, diseño de vacunas y fármacos, y uso de la energía, logística y fabricación” apunta otro de los autores, David Jamieson, de la universidad de Melbourne, en un comunicado.

El poder de la informática cuántica

Mientras que los ordenadores convencionales hacen un cálculo tras otro, los cuánticos pueden efectuar todo tipo de cálculos al mismo tiempo, lo que les permite procesar grandes cantidades de información y realizar cómputos muy complejos a una velocidad inigualable.

Aunque la informática cuántica aún se encuentra en sus primeras fases, los científicos creen que cuando esté plenamente desarrollada ayudará a resolver cuestiones complejas que pueden ir desde el diseño de fármacos a ofrecer previsiones meteorológicas altamente precisas.