Sebastian Krinner es el primer ganador del Premio López-Loreta en ETH Zurich. El físico tiene un objetivo claro:quiere construir una computadora cuántica que no solo sea poderosa, pero también funciona sin errores.

"Aquí, en el fondo de este recipiente blanco, son los circuitos, "explica Sebastian Krinner con evidente orgullo, después de guiar al visitante a través de la gran sala llena de equipos de alta tecnología. El físico ha instalado su experimento en la parte trasera del Laboratorio de Dispositivos Cuánticos, y es probable que pase innumerables horas de trabajo aquí en los próximos años. Después de todo, este año Krinner es el primer galardonado con el prestigioso Premio López-Loreta, lo que le permitirá seguir adelante con su proyecto en ETH Zurich durante los próximos años.

Estados cuánticos sensibles

Krinner persigue una empresa ambiciosa. Como científico senior del grupo de investigación de Andreas Wallraff, su objetivo es llevar el desarrollo de las computadoras cuánticas un paso más allá. "Cuando se trata de computadoras cuánticas, el objetivo suele ser controlar tantos qubits como sea posible, ", explica." Sin embargo, la gente a menudo olvida que los qubits no funcionan a la perfección como portadores de información cuántica ". Los frágiles estados cuánticos se pueden alterar con bastante facilidad, permitiendo que las inexactitudes y la información incorrecta se filtren en los cálculos.

Entonces, ¿cómo se puede mantener esta tasa de error lo más baja posible? Krinner tiene como objetivo demostrar que esto se puede lograr con la ayuda de qubits lógicos. Un qubit lógico comprende varios qubits interconectados que funcionan juntos como un solo qubit, pero de una manera más estable y, por tanto, menos propensa a errores.

Configuración experimental compleja

Sin embargo, Esto es más fácil dicho que hecho. Primero, los qubits individuales ya deben tener un alto nivel de confiabilidad antes de que puedan interconectarse. Si tienen una tasa de error de más del uno por ciento, la conexión a un qubit lógico es realmente contraproducente:la tasa de error aumentaría en lugar de disminuir. Además, los qubits deben estar conectados en un espacio muy pequeño. El control de los elementos planos de la mecánica cuántica se vuelve mucho más desafiante.

Krinner está trabajando actualmente para conectar algunos qubits con qubits lógicos y verificar experimentalmente su comportamiento. En el recipiente blanco, el corazón de su sistema de prueba, los qubits se enfrían a temperaturas inimaginablemente bajas de solo unos pocos milikelvin; en otras palabras, casi al cero absoluto. Unido a una construcción de aspecto futurista y controlado a través de numerosos cables coaxiales finos, los qubits se interconectan entonces mecánicamente cuánticamente en la forma deseada.

Una vision clara

El mundo de la física cuántica ha fascinado a Krinner desde que comenzó a estudiar física en Ratisbona y París. Ha podido trabajar con una amplia variedad de sistemas durante su tiempo en ETH. Como candidato a doctorado bajo Tilman Esslinger, trabajó con átomos ultrafríos como objetos de la mecánica cuántica que se capturan y enfrían en trampas láser. Bajo Wallraff, ahora trabaja con circuitos superconductores, que puede mostrar en su escritorio con fines de demostración. "Están sucediendo muchas cosas en este tipo de trabajo, ", explica Krinner." Realmente disfruto de la variedad ". Desde el trabajo teórico hasta la planificación e implementación de experimentos, así como la construcción de pruebas experimentales complejas y la fabricación de circuitos de mecánica cuántica en el laboratorio de sala limpia, la gama de tareas que el investigador debe dominar es amplia.

Pero Krinner tiene una visión clara:si el desarrollo de qubits lógicos procede según lo planeado, pretende incorporarlos en una computadora cuántica más potente para la segunda parte de su proyecto. "Las computadoras cuánticas tienen un gran potencial técnico, ya que son capaces de resolver tareas computacionales complejas y que requieren mucho tiempo de manera mucho más eficiente que las computadoras convencionales, "explica Krinner." También son muy inspiradoras desde una perspectiva científica, ya que el desarrollo de estas máquinas nos proporciona muchos nuevos conocimientos sobre cómo funciona la física en estos campos ". Krinner todavía tiene mucho trabajo preliminar que cubrir antes de que pueda dar vida a su visión. Todavía, el Premio López-Loreta le da la oportunidad de nombrar a dos doctorandos para darle un impulso adicional a su proyecto.