Las computadoras cuánticas necesitan preservar la información cuántica durante mucho tiempo para poder resolver problemas importantes más rápido que una computadora normal. Las pérdidas de energía llevan el estado del qubit de uno a cero, destruyendo la información cuántica almacenada al mismo tiempo. Como consecuencia, Los científicos de todo el mundo han trabajado tradicionalmente para eliminar todas las fuentes de pérdida o disipación de energía de estas máquinas.

El Dr. Mikko Mottonen de la Universidad de Aalto y su equipo de investigación han adoptado un enfoque diferente. "Hace años que, nos dimos cuenta de que las computadoras cuánticas en realidad necesitan disipación para funcionar de manera eficiente. El truco es tenerlo solo cuando lo necesite, " el explica.

En su artículo que se publicará el 11 de marzo de 2019 en Física de la naturaleza , Los científicos de la Universidad de Aalto y la Universidad de Oulu demuestran que pueden aumentar la tasa de disipación en un factor de mil en un resonador superconductor de alta calidad a pedido; estos resonadores se utilizan en prototipos de computadoras cuánticas.

"El refrigerador de circuito cuántico que inventamos recientemente fue la clave para lograr esta capacidad de sintonización de disipación. Las computadoras cuánticas del futuro necesitan una característica similar para poder controlar la pérdida de energía a demanda, "dice Mottonen.

Según el primer autor del trabajo, Dr. Matti Silveri, los resultados de mayor importancia científica fueron inesperados.

"Para nuestra gran sorpresa, observamos un cambio en la frecuencia del resonador cuando activamos la disipación. Hace setenta años El ganador del Nobel Willis Lamb hizo sus primeras observaciones de pequeños cambios de energía en los átomos de hidrógeno. Vemos la misma física pero por primera vez en sistemas cuánticos diseñados, "explica Silveri.

Las observaciones de Lamb fueron revolucionarias en ese momento. Demostraron que modelar el átomo de hidrógeno por sí solo no era suficiente; los campos electromagnéticos deben tenerse en cuenta, a pesar de que su energía es cero. Este fenómeno ahora se confirma también en circuitos cuánticos.

La clave de la nueva observación fue que la disipación, y de ahí el cambio de energía, se puede encender y apagar. El control de tales cambios de energía es fundamental para la implementación de la lógica cuántica y las computadoras cuánticas.

"Construir una computadora cuántica a gran escala es uno de los mayores desafíos de nuestra sociedad, "Dice Mottonen.