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Bucle cuántico

Las extrañas propiedades de un nuevo material podrían resultar útiles para construir futuros ordenadores cuánticos.

THOMAS FUCHS

Los superconductores son materiales en los que los electrones fluyen sin resistencia. Y aunque la mayoría de ellos presenta un solo «carril», un trabajo reciente ha descubierto un compuesto capaz de transportar la corriente eléctrica en ambos sentidos a la vez.

El material, conocido como b-Bi2Pd, consta de una fina lámina cristalina de bismuto y paladio. Cuando se le da la forma de un anillo, muestra la exótica propiedad de hacer circular la corriente en sentido horario y antihorario al mismo tiempo. Sus creadores aseguran que podría desempeñar un papel importante en la próxima generación de ordenadores cuánticos.

Semejante superposición de corrientes en ambos sentidos podría permitir que el material actuase como un qubit, la unidad básica de información en computación cuántica, explica Yufan Li, físico de la Universidad Johns Hopkins y autor principal del estudio. Mientras que un bit clásico solo puede adoptar uno de dos estados posibles (0 o 1), un qubit puede hallarse en una superposición cuántica de ambos a la vez, un estado no muy distinto del asociado al célebre gato vivo y muerto de Schrödinger. Como consecuencia, los qubits pueden emplearse para almacenar más información que los bits clásicos y, con ello, lograr una mayor potencia de cómputo.

Los qubits superconductores diseñados hasta el momento necesitan un campo magnético sumamente preciso para funcionar correctamente. Sin embargo, los anillos b-Bi2Pd desarrollados por Li y su equipo no precisan imanes externos para que la corriente circule en ambos sentidos. Los investigadores sostienen que este atributo podría suponer una «mejora inmediata» de la tecnología cuántica existente. «En nuestro caso, el qubit funciona sin campo magnético», señala Li. «Eso conlleva una simplificación sustancial del diseño y la calibración del circuito.»

Además, es posible que las singulares cualidades del b-Bi2Pd den lugar a cuasipartículas (excitaciones colectivas de los electrones del material) conocidas como «fermiones de Majorana». Estos estados se caracterizan por ser idénticos a sus correspondientes «antipartículas» (en el caso de un material, el estado colectivo con cargas cuánticas opuestas). Si el nuevo material presentase esta propiedad, ello abriría las puertas a diseñar un tipo de qubit —hasta ahora solo posible en teoría— muy resistente a las perturbaciones del entorno, añade Li.

No obstante, aún queda un largo camino por recorrer antes de construir qubits funcionales de cualquier tipo con anillos de b-Bi2Pd. Javad Shabani, físico de la Universidad de Nueva York que no participó en el estudio, advierte que, entre otros aspectos, los anillos tendrían que poder controlarse mejor para dar lugar a qubits viables. «Si no logramos controlarlos, tampoco podremos usarlos realmente», concluye el experto.

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