Revolución en la computación cuántica: ¡los investigadores descubren nuevos materiales!

Revolución en la computación cuántica: ¡los investigadores descubren nuevos materiales!

En los últimos años, la computación cuántica se ha convertido en una de las áreas de investigación más prometedoras que podría revolucionar el procesamiento de la información. En el corazón de esta tecnología se encuentran los bits cuánticos, también conocidos como qubits, que pueden adoptar varios estados al mismo tiempo gracias a su capacidad de superposición. Mientras que las computadoras clásicas almacenan información en bits que solo representan los estados 0 o 1, los qubits pueden estar en un estado de superposición y, por lo tanto, aumentar significativamente la potencia informática. [uni-kiel.de] informó que dos qubits son capaces de representar simultáneamente las cuatro combinaciones (00, 01, 10, 11).

Uno de los desafíos clave de la computación cuántica es la decoherencia, un proceso que afecta la estabilidad de estas superposiciones cuánticas. El Prof. Dr. Nahid Talebi de la Universidad Christian Albrechts de Kiel explica que enfriar para minimizar las perturbaciones es útil, pero complejo y costoso. La investigación actual se centra en nuevos materiales que puedan permitir bits cuánticos estables a temperaturas más altas.

Nitruro de boro hexagonal como nuevo material

Un nuevo estudio publicado el 8 de marzo de 2025 en Nature Communications investiga el nitruro de boro hexagonal (hBN) como un material prometedor para aplicaciones de información cuántica. Los centros de color del nitruro de boro pueden emitir luz y funcionar como qubits. Sin embargo, la coherencia de estos centros de color es inestable. El artículo de investigación, presentado el 14 de enero de 2025 y revisado el 10 de febrero de 2025, se titula “Tiempo de decoherencia del espín del estado fundamental de los centros $V_{B}$ en nitruro de boro hexagonal" y fue escrito por Fatemeh Tarighi Tabesh y sus coautores. Los resultados muestran que el tiempo de coherencia del eco de Hahn del espín del electrón $V_{B}$ a temperatura ambiente es de aproximadamente 30 µs, lo que representa un avance en la comprensión de la decoherencia de los defectos en hBN y sienta las bases para aplicaciones prácticas en tecnologías cuánticas. [arxiv.org]

Otro aspecto relevante de esta investigación es el nuevo método que permite superponer específicamente los defectos del nitruro de boro y leerlos individualmente. En este caso, se utiliza una fuente de fotones impulsada por electrones para generar destellos de luz que llevan los defectos al estado de superposición. Estos destellos de luz duran un femtosegundo y medio, por lo que son suficientes para alcanzar los estados de superposición deseados.

Perspectivas de futuro y aplicaciones

El potencial de la computación cuántica va mucho más allá de la investigación básica. [das-wissen.de] Explica que los avances en este ámbito pueden aportar soluciones a problemas complejos que están fuera del alcance de los ordenadores tradicionales. Las aplicaciones podrían incluir criptografía, ciencia de materiales, productos farmacéuticos y problemas complejos de optimización. El entrelazamiento cuántico, que permite que los bits cuánticos cambien de estado independientemente de la distancia física, representa otra ventaja significativa.

Empresas como Google, IBM y Honeywell ya han logrado avances significativos al hacer que las computadoras cuánticas estén disponibles a través de plataformas en la nube. Sin embargo, para aprovechar todos los beneficios potenciales de esta tecnología, es necesaria la colaboración interdisciplinaria y la inversión en investigación y desarrollo. El desafío de garantizar la estabilidad de los qubits sigue siendo una cuestión central que dará forma al futuro desarrollo de la computación cuántica.