Computadoras cuánticas con capacidad para realizar cálculos complejos, cifrar los datos de forma más segura y predecir más rápidamente la propagación de virus, puede estar más cerca gracias a un nuevo descubrimiento de los investigadores de Johns Hopkins.

"Hemos descubierto que cierto material superconductor contiene propiedades especiales que podrían ser los componentes básicos de la tecnología del futuro, "dice Yufan Li, becario postdoctoral en el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins y primer autor del artículo.

Los hallazgos se publicarán el 11 de octubre en Ciencias .

Las computadoras de hoy usan bits, representado por un voltaje eléctrico o pulso de corriente, para almacenar información. Los bits existen en dos estados, ya sea "0" o "1" Computadoras cuánticas, basado en las leyes de la mecánica cuántica, usar bits cuánticos, o qubits, que no solo usan dos estados, sino una superposición de dos estados.

Esta capacidad de usar tales qubits hace que las computadoras cuánticas sean mucho más poderosas que las computadoras existentes a la hora de resolver ciertos tipos de problemas. como los relacionados con la inteligencia artificial, desarrollo de fármacos, criptografía, modelización financiera y previsión meteorológica.

Un ejemplo famoso de qubit es el gato de Schrodinger, un gato hipotético que puede estar vivo y muerto al mismo tiempo.

"Más realista, La implementación tangible de qubit puede ser un anillo hecho de material superconductor, conocido como qubit de flujo, donde dos estados con corrientes eléctricas que fluyen en sentido horario y antihorario pueden existir simultáneamente, "dice Chia-Ling Chien, Profesor de Física en la Universidad Johns Hopkins y otro autor del artículo. Para existir entre dos estados, Los qubits que utilizan superconductores tradicionales requieren que se aplique un campo magnético externo muy preciso en cada qubit, lo que dificulta su funcionamiento de una manera práctica.

En el nuevo estudio, Li y sus colegas encontraron que un anillo de β-Bi ₂ Pd ya existe naturalmente entre dos estados en ausencia de un campo magnético externo. La corriente puede circular inherentemente tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario a las agujas del reloj, simultaneamente, a través de un anillo de β-Bi ₂ Pd.

Agrega Li:"Un anillo de β-Bi ₂ Pd ya existe en el estado ideal y no requiere modificaciones adicionales para funcionar. Esto podría cambiar las reglas del juego ".

El siguiente paso, dice Li, es buscar fermiones de Majorana dentro de β-Bi ₂ Pd; Los fermiones de Majorana son partículas que también son anti-partículas en sí mismas y son necesarias para el siguiente nivel de computadoras cuánticas resistentes a la disrupción:las computadoras cuánticas topológicas.

Los fermiones de Majorana dependen de un tipo especial de material superconductor, un llamado superconductor de triplete de espín con dos electrones en cada par que alinean sus espines de manera paralela, que hasta ahora ha sido difícil de alcanzar para los científicos. Ahora, a través de una serie de experimentos, Li y sus colegas encontraron que las películas delgadas de β-Bi ₂ Pd tiene las propiedades especiales necesarias para el futuro de la computación cuántica.

Los científicos aún tienen que descubrir el superconductor intrínseco de triplete de espín necesario para hacer avanzar la computación cuántica. pero Li tiene la esperanza de que el descubrimiento de β-Bi ₂ Propiedades especiales de Pd, conducirá a encontrar fermiones de Majorana en el siguiente material.

"Por último, el objetivo es encontrar y luego manipular los fermiones de Majorana, que es clave para lograr la computación cuántica tolerante a fallas para liberar verdaderamente el poder de la mecánica cuántica, "dice Li.