Un equipo de científicos de TU Delft dirigido por el profesor Vandersypen busca crear procesadores cuánticos mejores y más confiables. En una carrera cuerpo a cuerpo con los competidores, demostraron que la información cuántica del espín de un electrón se puede transportar a un fotón en un chip cuántico de silicio. Esto es importante para conectar bits cuánticos a través del chip y escalar hasta un gran número de qubits. Su trabajo fue publicado hoy en Ciencias .

Las computadoras cuánticas del futuro podrán realizar cálculos mucho más allá de la capacidad de las computadoras actuales. Las superposiciones cuánticas y el entrelazamiento de bits cuánticos (qubits) permiten realizar cálculos en paralelo.

Los chips cuánticos están hechos de silicio. "Este es un material con el que estamos muy familiarizados, "explica el profesor Lieven Vandersypen de QuTech y el Instituto Kavli de Nanociencia de Delft, "El silicio se usa ampliamente en transistores y, por lo tanto, se puede encontrar en todos los dispositivos electrónicos". Pero el silicio también es un material muy prometedor para la tecnología cuántica. Doctor. el candidato Guoji Zheng dice:"Podemos utilizar campos eléctricos para capturar electrones individuales en silicio para su uso como bits cuánticos (qubits). Este es un material atractivo ya que garantiza que la información en el qubit pueda almacenarse durante mucho tiempo".

Hacer cálculos útiles requiere una gran cantidad de qubits, y es esta ampliación a grandes números lo que representa un desafío en todo el mundo. "Para utilizar muchos qubits al mismo tiempo, necesitan estar conectados entre sí; debe haber una buena comunicación ", explica el investigador Nodar Samkharadze. En la actualidad, los electrones que se capturan como qubits en el silicio solo pueden hacer contacto directo con sus vecinos inmediatos. Nodar:"Eso hace que sea complicado escalar a un gran número de qubits".

Otros sistemas cuánticos utilizan fotones para interacciones de larga distancia. Durante años, este también era un objetivo importante para el silicio. Solo en los últimos años los científicos han avanzado, aquí. Los científicos de Delft han demostrado ahora que un solo espín de un electrón y un solo fotón pueden acoplarse en un chip de silicio. Este acoplamiento permite, en principio, transferir información cuántica entre un espín y un fotón. Guoji Zheng dice:"Esto es importante para conectar bits cuánticos distantes en un chip de silicio, allanando así el camino para mejorar la escala de bits cuánticos en chips de silicio ".

En un estudio separado publicado en el mismo número de Ciencias hoy dia, otros investigadores del Instituto Kavli de Nanociencia en TU Delft también describen una forma de transferir información de espín a fotones.