Material 2d Computacion Cuantica

Investigadores de la Universidad de California Irvine, conjuntamente con colegas de la Universidad de Berkeley, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley de la Universidad de Princeton, la Universidad de Fudan y la Universidad de Maryland, exploraron la física que subyace detrás de los estados 2D de nóveles materiales y determinaron que sus hallazgos podrían impulsar a los ordenadores a nuevos niveles de velocidad y potencia.

La investigación se lleva a cabo a temperaturas extremadamente frías y a diferencia de las tecnologías tradicionales basadas en silicio, los portadores de señal no son electrones, sino  Dirac o fermiones de Majorana, un tipo de partículas sin masa que se mueven a casi la velocidad de la luz.

Jing Xia, profesor asociado de física y astrología de la UCI y partícipe del estudio, expresa: “Finalmente, podemos tomar esas exóticas teorías de alto nivel en física y hacer algo útil. Estamos explorando la posibilidad de concebir ordenadores cuánticos topológicos (actualmente teóricos), para los próximos 100 años.”

Uno de los principales retos de este tipo de investigación, es el manejo y análisis de muestras de materiales minúsculos, a sólo dos átomos de espesor, unas cuantas micras de longitud y pocas micras de diámetro. El laboratorio de Xia en la UCI, está equipado con un interferómetro de Sagnac, un microscopio de fibra óptica que él mismo construyó y se considera el microscopio magnético más sensible en el mundo.

Valiéndose de la potente herramienta, los investigadores pudieron observar detalladamente el magnetismo en un microscópico copo de teluro de cromo germánico (CGT); el compuesto, que crearon, fue visto a -387 grados Fahrenheit. CGT es un primo de grafeno, una película de carbono atómico súper delgada. Desde su descubrimiento, se ha considerado al grafeno como un reemplazo potencial para el tradicional silicio, debido a la velocidad a la que las señales electrónicas viajan a través de su superficie casi perfectamente plana, proyectándose su utilización en la confección de computadoras de próxima generación y otros dispositivos.

Pero eso no es todo; ciertos componentes del ordenador, como los sistemas de memoria y almacenamiento, deben estar hechos de materiales que cuenten con ambas propiedades: electrónicas y magnéticas. El grafeno tiene la primera, pero no la segunda. CGT tiene ambas cosas.

Los portadoras de señal en estos superconductores 2D son fermiones de Majorana, que podrían ser utilizados para una operación de trenzado, que los teóricos creen, es vital para la computación cuántica. La cuestión ahora es tratar de lograr esto a temperaturas normales.

En 2012, el laboratorio de Xia entregó a la Agencia Investigación Avanzada de la Defensa, un oscilador de radiofrecuencia en torno a hexaboruro samario. La sustancia es un aislante que en su interior permite que la corriente hecha de fermiones de Dirac, fluya libremente en su superficie 2-D.

Utilizando un aparato especial construido en el laboratorio Xia, los investigadores de UCI aplican deformación por tracción a la muestra samario hexaboruro y manifestaron que podrían estabilizar el estado de la superficie 2-D en menos de 27 grados Fahrenheit.

Xia expresa: “Este trabajo es un gran paso hacia el desarrollo de futuros ordenadores cuánticos a temperatura casi ambiente.”