Creando un poderoso, La computadora cuántica a gran escala depende de un diseño inteligente que permita controlar y leer muchos qubits (el componente básico de una computadora cuántica). Investigadores de QuTech, una colaboración entre TU Delft y TNO, han inventado un nuevo método de lectura que es un importante paso adelante en el camino hacia una computadora cuántica a gran escala. Han publicado sus hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza hoy dia.

Como derribar dominó

"Nuestro nuevo método de lectura se basa en un fenómeno que todos conocemos desde nuestra infancia:derribar dominós, "dijo Sjaak van Diepen, Doctor. investigador del grupo de Lieven Vandersypen y autor principal del artículo. "Una primera transición desencadena una segunda transición, una segunda transición desencadena una tercera transición, y así sucesivamente, como si el dominó se cayera en una reacción en cadena ". Teniendo en cuenta las implicaciones de este efecto dominó, el equipo inventó un nuevo método de lectura. Computadoras cuánticas:la de la conectividad qubits (la capacidad de conectar muchos qubits juntos).

Spin-qubits en matrices de puntos cuánticos

El enfoque del grupo de Vandersypen para construir una computadora cuántica se basa en los llamados qubits de espín en matrices de puntos cuánticos. Los puntos cuánticos son islas muy pequeñas que pueden confinar uno o varios electrones y están acopladas en túnel a sus vecinos. El espín del electrón actúa como un qubit. Los qubits de giro en puntos cuánticos se leen a través de un detector muy sensible que mide la carga en su entorno. Van Diepen:"Los sensores de carga funcionan bien, pero solo localmente:deben estar muy cerca de la carga que miden. Por lo tanto, la ampliación del enfoque actual hacia un gran número de qubits interconectados limitará la conectividad de los qubits, porque necesitaríamos colocar sensores cerca de todos los qubits ".

Transferencia de información cuántica a distancia

El nuevo esquema de lectura inventado por los científicos asegura que incluso un qubit de giro lejos del sensor de carga se leerá con gran precisión. Tzu-Kan Hsiao, postdoctorado y segundo autor del artículo:"Nuestro método de lectura se basa en el hecho de que los cargos interactúan entre sí. Por lo tanto, una primera transición de carga puede desencadenar otras transiciones de carga, formando una cascada de transiciones ".

Antes de que pueda ocurrir una cascada de transiciones, los investigadores primero deben asegurarse de que los electrones se vuelvan sensibles a esas transiciones, al igual que las fichas de dominó deben colocarse en posición vertical antes de que puedan volcarse. Van Diepen:"Activamos una primera transición de carga a través de un método llamado conversión de giro a carga, donde un estado de giro en particular conducirá a una transición de carga. Esto desencadena la cascada de transiciones, permitiéndonos leer el giro de una carga lejos del sensor ".

Los científicos esperan que otros grupos de investigación y la industria que trabajan en el desarrollo de una computadora cuántica se beneficien de la implementación del método de lectura y se basen en sus hallazgos. De este modo, Los desafíos en el camino hacia una computadora cuántica a gran escala pueden superarse uno por uno, como si se derribaran dominós.