Computadoras cuánticas:una posible tecnología futura que revolucionaría la computación al aprovechar las extrañas propiedades de los bits cuánticos. o qubits. Los qubits son el análogo cuántico de los bits clásicos de computadora "0" y "1". Los materiales de ingeniería que pueden funcionar como qubits son un desafío técnico. Usando supercomputadoras, Científicos de la Universidad de Chicago y del Laboratorio Nacional Argonne predijeron posibles nuevos qubits construidos con nitruro de aluminio filtrado. Es más, los científicos demostraron que ciertos qubits recientemente desarrollados en carburo de silicio tienen una vida útil inusualmente larga.
Las computadoras cuánticas podrían romper las técnicas de criptografía comunes, buscar grandes conjuntos de datos, y simular sistemas cuánticos en una fracción del tiempo que tomarían las computadoras de hoy. Sin embargo, Los ingenieros primero deben aprovechar las propiedades de los bits cuánticos. La ingeniería de nuevos qubits con métodos menos difíciles podría reducir una de las barreras importantes para escalar las computadoras cuánticas de pequeños prototipos a tecnologías de mayor escala.
Uno de los métodos principales para crear qubits consiste en explotar defectos atómicos estructurales específicos en los diamantes. Usar diamantes es técnicamente desafiante y costoso. Ahora, investigadores de la Universidad de Chicago y el Laboratorio Nacional Argonne han sugerido un defecto análogo en el nitruro de aluminio, lo que podría reducir la dificultad y el costo final de fabricación de materiales para aplicaciones de computación cuántica.
Usando las supercomputadoras Edison y Mira en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética del DOE y el Laboratorio Nacional Argonne, respectivamente, los investigadores encontraron que al aplicar tensión al nitruro de aluminio, pueden crear defectos estructurales en el material que pueden aprovecharse como qubits similares a los que se ven en los diamantes. Realizaron sus cálculos utilizando diferentes niveles de teoría y los códigos Quantum Espresso y WEST, este último desarrollado en la Universidad de Chicago.
Los códigos les permitieron predecir con precisión la posición de los niveles de defectos en la banda prohibida de los semiconductores. Los investigadores también colaboraron estrechamente con experimentadores para comprender y mejorar el rendimiento de los qubits en materiales industriales. Recientemente, demostraron que los qubits recientemente desarrollados en carburo de silicio tienen tiempos de coherencia mucho más largos que los de los qubits defectuosos más bien establecidos en el diamante. Sus resultados apuntaron a cristales poliatómicos de importancia industrial como anfitriones prometedores de qubits coherentes para dispositivos cuánticos escalables.
