Un grupo internacional de investigadores, dirigidos por la Universidad de Bristol, ha hecho un avance importante hacia una computadora cuántica, al reducir el tamaño de los componentes claves e integrarlos en un microchip de silicio.
Impresión artística de un futuro chip cuántico totalmente integrado. Crédito: Universidad de Bristol
Los científicos e ingenieros, que colaboran en un equipo internacional dirigido por el Dr. Mark Thompson de la Universidad de Bristol, por primera vez han generado y manipulado partículas individuales de luz (fotones) en un chip de silicio, lo que representa un gran paso en la carrera para construir una computadora cuántica.
En general, las computadoras y las tecnologías cuánticas se anticipan como el próximo avance tecnológico importante, y están a punto de reemplazar a los dispositivos convencionales de información y de computación, en aplicaciones que van desde las comunicaciones ultraseguras y sensores de alta precisión, a las computadoras inmensamente poderosas. Aunque muchos de los componentes de una computadora cuántica ya existen, para llegar a una computadora cuántica, esos componentes se deben integrador en un chip.
Este avance es una pieza de importancia en el rompecabezas que se necesita armar para llegar a una computadora cuántica. Aunque los intentos anteriores han requerido fuentes de luz externas para generar los fotones, este nuevo chip integra componentes que pueden generar fotones dentro del chip. “Nos sorprendió lo bien que actuaron juntas las fuentes integradas”, admite Joshua Silverstone, el autor principal del artículo. “Producen fotones idénticos de alta calidad de una manera reproducible, lo que confirma que un día se podría fabricar un chip de silicio con cientos de fuentes similares integradas. Esto podría conducir a una computadora cuántica óptica capaz de realizar cálculos enormemente complejos”.
Impresión artística del dispositivo que emite pares entrelazados de fotones. La figura del 8 representa la conexión entre los dos fotones de entrelazamiento cuántico. Crédito: Universidad de Bristol
El líder del grupo, Mark Thompson, explica que en el silicio ya se habían desarrollado por separado los detectores de fotones, las fuentes y los circuitos, pero integrarlos en un chip es un enorme desafío. Y añade que el dispositivo que han logrado es el circuito cuántico fotónico funcionalmente más complejo hasta la fecha, y que además fue fabricado por Toshiba usando exactamente las mismas técnicas de fabricación utilizadas para fabricar dispositivos electrónicos convencionales.
En unos dos años los investigadores esperan tener un dispositivo basado en fotones que pueda rivalizar con los equipos modernos de computación en tareas altamente especializadas.
Artículo científico: J. W. Silverstone, D. Bonneau, K. Ohira, N. Suzuki, H. Yoshida, N. Iizuka, M. Ezaki, C. M. Natarajan, M. G. Tanner, R. H. Hadfield, V. Zwiller, G. D. Marshall, J. G. Rarity, J. L. O’Brien & M. G. Thompson. On-chip quantum interference between silicon photon-pair sources.Nature Photonics 8, 104–108 (2014), doi: 10.1038/nphoton.2013.339
Fuente: University of Bristol
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