Piedra de Namibia, clave de futuros ordenadores cuánticos

Para que la información pueda almacenarse y procesarse a la velocidad de la luz, una de las formas de hacer realidad el potencial de los ordenadores cuánticos es basarlos tanto en la luz como en la materia. Ahora, una forma especial de luz fabricada con una antigua piedra preciosa de Namibia, llamada cuprita, podría ser la clave de los nuevos computadores cuánticos basados en la luz, según una nueva investigación publicada en Nature Materials.

Aunque durante mucho tiempo sus propiedades únicas la han hecho útil para la investigación cuántica, el nuevo experimento utilizó la piedra preciosa de óxido cuproso (Cu2O), procedente de un antiguo yacimiento de Namibia –uno de los pocos lugares del mundo donde se ha encontrado óxido cuproso en calidad de gema–, para producir con éxito las mayores partículas híbridas de luz y materia jamás creadas, según afirma el comunicado de prensa de la Universidad de St Andrews (Reino Unido).

Polaritones de Rydberg

Estas cuasipartículas, conocidas como polaritones de Rydberg, cambian continuamente de luz a materia y viceversa; los investigadores comparan la luz y la materia con las dos caras de una misma moneda, y es en la cara de la materia donde los polaritones pueden interactuar entre sí, abriendo la puerta a un tipo de ordenador cuántico conocido como simulador cuántico.

Para crear polaritones de Rydberg, el cristal extraído de la piedra fue pulido y adelgazado a menos de la anchura de un cabello humano y colocado entre dos espejos altamente reflectantes para atrapar la luz, lo que dio lugar a polaritones de Rydberg 100 veces más grandes que los vistos anteriormente.

"Hacer un simulador cuántico con luz es el santo grial de la ciencia", afirmó el físico Hamid Ohadi, de la Universidad de St Andrews. "Hemos dado un gran salto hacia ello al crear polaritones de Rydberg, el ingrediente clave del mismo", agregó

Simulador cuántico

El simulador cuántico, un tipo especial de ordenador cuántico, almacena la información en bits cuánticos, que, a diferencia de los bits binarios de los ordenadores clásicos que solo pueden ser 0 ó 1, pueden tomar cualquier valor entre 0 y 1. Por tanto, según el comunicado, pueden almacenar mucha más información y realizar varios procesos simultáneamente.

Aunque los simuladores cuánticos no pueden realizar una gama de funciones tan amplia como la que teóricamente pueden realizar otros ordenadores cuánticos, son muy adecuados para resolver ciertos problemas científicos importantes. Por ejemplo, según afirman los investigadores, podrían ayudar a fabricar superconductores de alta temperatura para trenes de alta velocidad, fertilizantes más baratos y ayudar a entender cómo se pliegan las proteínas para facilitar la producción de medicamentos más eficaces.

Actualmente, los métodos esbozados en la nueva investigación, dirigida por la Universidad de St Andrews y realizada en colaboración con científicos de la Universidad de Harvard (EE.UU.), la Universidad Macquarie (Australia) y la Universidad de Aarhus (Dinamarca), tendrán que perfeccionarse para para explorar la posibilidad de fabricar circuitos cuánticos, que son el siguiente ingrediente de los simuladores cuánticos.

"Estos resultados allanan el camino hacia la realización de excitones-polaritones de fuerte interacción y la exploración de las fases fuertemente correlacionadas de la materia utilizando la luz en un chip", escriben los investigadores en su artículo.

Editado por Felipe Espinosa Wang.