Revolución en la computación cuántica: ¡investigadores alemanes desarrollan moduladores de luz!

Revolución en la computación cuántica: ¡investigadores alemanes desarrollan moduladores de luz!

El mundo de las tecnologías de computación cuántica está recibiendo un nuevo impulso gracias a proyectos de investigación innovadores que se llevan a cabo en varias instituciones de renombre. Actualmente se destaca especialmente el proyecto de Xinyu Ma de la Universidad de Heidelberg, que trata del desarrollo de moduladores optoelectrónicos de alta velocidad para la computación cuántica utilizando luz ultravioleta (UV). La luz ultravioleta, conocida por su alta energía en longitudes de onda cortas, desempeña un papel crucial en la interacción con átomos e iones llamados qubits, que son esenciales para el funcionamiento de las computadoras cuánticas. La Comisión Europea ha aprobado una financiación de unos 218.000 euros para el proyecto titulado “Moduladores electroópticos ultravioleta integrados de alta velocidad” (HEIVOM) para apoyar el desarrollo llevado a cabo en el grupo de investigación del Prof. Pernice. La implementación de este proyecto viene impulsada por la necesidad imperiosa de desarrollar moduladores que permitan controlar la luz de manera eficiente, un área tecnológica que hasta ahora se ha considerado inadecuada. uni-heidelberg.de informó.

Xinyu Ma, que recibió su doctorado en la Universidad de Tsinghua (China) en 2023, planea desarrollar circuitos optoelectrónicos innovadores, procesos de nanofabricación y procesos de nanoimpresión 3D en su investigación. Estas tecnologías no sólo podrían aumentar la eficiencia, sino también crear nuevas posibilidades para producir y controlar la luz, lo cual es esencial para un mayor desarrollo de la computación cuántica.

Retos tecnológicos en la computación cuántica

La implementación de computadoras cuánticas basadas en qubits atómicos neutros o cargados es crucial para desbloquear sus ventajas, incluida la alta calidad de los qubits, excelentes tiempos de coherencia y cualidades de puerta. El control preciso de los rayos láser enfocados representa uno de los mayores desafíos. Este proceso requiere dispositivos específicos para generar rayos láser enfocados, incluidos sistemas y componentes láser que permitan una modulación rápida, escalable y programable de la intensidad o fase de la luz. tiene estos detalles ipms.fraunhofer.de sostuvo.

Un elemento interesante en este desarrollo son los moduladores espaciales de luz (SLM), que se utilizan para la modulación programable y ayudan a realizar procesos eficientes en la computación cuántica. En particular, el proyecto SMAQ en Fraunhofer IPMS se centra en el desarrollo de MEMS SLM de espejo difractivo y de cambio de fase para computadoras cuánticas de átomo neutro. Esta tecnología ofrece ventajas significativas sobre los moduladores tradicionales basados ​​en cristal líquido, como el acceso al rango espectral ultravioleta y la capacidad de ensamblar registros de qubits atómicos de manera más densa, lo que resulta en la minimización de la diafonía entre los píxeles del modulador.

Desarrollo del mercado y perspectivas de futuro.

La demanda de computación cuántica está aumentando. Morgan Stanley predice que el mercado de computadoras cuánticas de alta gama crecerá hasta alcanzar los 10 mil millones de dólares por año para 2025. Las empresas que trabajan activamente en el desarrollo de computadoras cuánticas incluyen grandes nombres como IBM, Google y Alibaba, junto con empresas emergentes innovadoras como Novarion y Rigetti. La variedad de computadoras cuánticas se puede dividir en dos tipos principales: computadoras cuánticas de propósito general, que pueden realizar todo tipo de operaciones informáticas, y recocedores cuánticos, que tienen una estructura más simple y realizan tareas especializadas. Por ejemplo, VW utiliza desde 2017 un recocido cuántico de D-Wave para optimizar los flujos de tráfico, mientras que BMW investiga la optimización de la fabricación de robots con ordenadores cuánticos, como por ejemplo fraunhofer.de informó.

Los avances en la tecnología de computación cuántica están dando lugar a nuevas formas de resolver problemas complejos que plantean enormes desafíos a las computadoras tradicionales. Un ejemplo interesante es la capacidad de descomponer eficientemente pequeños números primos, lo que podría tener importantes implicaciones para los criptosistemas existentes. Dados los enormes desafíos que existen en el funcionamiento de computadoras cuánticas (como la necesidad de temperaturas extremadamente bajas y blindaje electromagnético), la integración de la computación cuántica en las infraestructuras existentes sigue siendo uno de los desafíos clave para el futuro.