Hallan eslabón fotónico para el internet cuántico de silicio

Un grupo de investigadores de la Universidad Simon Fraser de Canadá ha observado más de 150.000 qubits de fotones-espín de silicio del centro T, un hito importante que abre oportunidades inmediatas para construir ordenadores cuánticos masivamente escalables, así como también un internet cuántico que los conectará, según detalla un estudio publicado el miércoles (13.07.2022) por la revista Nature.

La computación cuántica tiene un enorme potencial para proporcionar un poder cálculo muy superior al de los superordenadores actuales, lo que permitiría avances en muchos otros campos, como la química, la ciencia de los materiales, la medicina y la ciberseguridad.

Para que esto sea una realidad, es necesario producir tanto qubits estables y de larga vida que proporcionen potencia de procesamiento, como la tecnología de comunicaciones que permita que estos qubits se conecten entre sí a escala.

Las claves detrás de los centros T del silicio

Investigaciones anteriores han indicado que el silicio puede producir algunos de los qubits más estables y duraderos de la industria. Ahora, el nuevo informe proporciona una prueba de que los centros T, un defecto luminiscente específico del silicio, pueden proporcionar un "enlace fotónico" entre qubits.

"Este trabajo es la primera medición de centros T individuales en aislamiento y, en realidad, la primera medición de cualquier espín individual en silicio que se realiza solo con mediciones ópticas", destacó una de las autoras Stephanie Simmons, titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Tecnologías Cuánticas de Silicio.

"Un emisor como el centro T, que combina qubits de espín de alto rendimiento y generación de fotones ópticos, es ideal para hacer ordenadores cuánticos escalables y distribuidos porque pueden manejar el procesamiento y las comunicaciones juntos, en lugar de tener que interconectar dos tecnologías cuánticas diferentes", añadió la experta.

Un paso importante para la ampliación de la computación cuántica

Además, los centros T tienen la ventaja de emitir luz en la misma longitud de onda que utilizan los equipos actuales de comunicaciones de fibra metropolitana y redes de telecomunicaciones: "Con los centros T, se pueden construir procesadores cuánticos que se comunican intrínsecamente con otros procesadores. Cuando el qubit de silicio se comunica emitiendo fotones (luz) en la misma banda que se utiliza en los centros de datos y las redes de fibra, se obtienen estas mismas ventajas para conectar los millones de qubits necesarios para la computación cuántica", explicó Simmons.

El desarrollo de la tecnología cuántica con silicio ofrece la posibilidad de ampliar rápidamente la computación cuántica. La industria mundial de semiconductores ya es capaz de fabricar a escala chips informáticos de silicio a bajo coste y con un grado de precisión asombroso. Esta tecnología constituye la columna vertebral de la informática moderna y de las redes, desde los teléfonos inteligentes hasta los superordenadores más potentes del mundo.

"Si se encuentra una forma de crear procesadores de computación cuántica en silicio, se pueden aprovechar todos los años de desarrollo, conocimientos e infraestructura utilizados para fabricar ordenadores convencionales, en lugar de crear toda una nueva industria para la fabricación cuántica. Esto representa una ventaja competitiva casi insuperable en la carrera internacional por el ordenador cuántico", sentenció la investigadora.

JU (dpa, nature.com. sfu.ca)