Un equipo de investigadores da los primeros pasos para resolver el problema de la tiranía de los números cuánticos

Content only available in Spanish

 

En un nuevo trabajo científico se ha desarrollado un circuito que combina qubits (unidades básicas de almacenamiento en computación cuántica) con electrónica analógica y digital en un mismo circuito integrado. La combinación de ambas tecnologías posibilita el desarrollo de ordenadores cuánticos que podrían superar en capacidad de cálculo a los ordenadores convencionales.

Chip de silicio que se utilizo para realizar el experimento (en el centro de la imagen), montado en un placa de circuito impreso espcificamente disenada para altas frequencias y bajas temperaturas.

En la carrera por construir un ordenador cuántico, existen varios obstáculos. Uno de ellos es que en los ordenadores cuánticos actuales los qubits están conectados con cables uno a uno, de manera similar a los primeros ordenadores convencionales. El problema que en computación cuántica se llamó “tiranía de los números” fue solventado gracias a la invención del circuito integrado. El circuito integrado ha permitido poner billones de componentes electrónicos en un chip del tamaño de la yema de un dedo sin necesidad de cablearlos a mano uno a uno.

Para resolver este problema, un equipo de investigación constituido por miembros del Hitachi Cambridge Laboratory, la Universidad de Cambridge, University College Londres y Leti (Francia), y liderado por un miembro de la Sociedad de Científicos Españoles en Reino Unido (CERU), M. Fernando González Zalba, ha desarrollado un circuito que combina qubits con electrónica analógica y digital en un mismo circuito integrado. El trabajo, que ha sido publicado en la edición de junio de la revista Nature Electronics, muestra cómo es posible combinar las tecnologías en un solo chip de tal manera que no habrá que cablear cada qubit una a uno facilitando la fabricación de ordenadores cuánticos más sofisticados y que eventualmente permitan superar las capacidades de los ordenadores convencionales. El chip está basado en tecnología de silicio, la misma tecnología que se utiliza en la producción de chips para ordenadores, móviles, coches etc. lo que ayudará a que la tecnología sea adoptada por la industria de manufactura de microprocesadores y permita su comercialización a gran escala en un futuro.

González-Zalba, uno de los autores del trabajo.

En palabras de González Zalba, líder del estudio “esta prueba de concepto nos anima a pensar que en un futuro en vez de ordenadores cuánticos que ocupen una habitación entera, como allá antaño lo hicieron los primeros ordenadores, tendremos ordenadores cuánticos en microchips”. Así mismo apunta que, “el chip fue fabricado utilizando tecnología CMOS, la misma tecnología que se utiliza por ejemplo en microprocesadores, lo que nos permitirá en un futuro producir este tipo de circuitos a gran escala” concluye.

El artículo completo “A CMOS dynamic random access architecture for radio-frequency readout of quantum devices” ha sido publicado en Nature Electronics en la edición de Junio de la revista. https://doi.org/10.1038/
s41928-019-0259-5.

Tags: