Las computadoras cuánticas pueden procesar más rápidamente grandes cantidades de datos porque realizan muchos pasos de cálculo en paralelo. El portador de información de la computadora cuántica es un qubit. Los qubits no solo poseen la información de "0" y "1", sino también valores intermedios. Sin embargo, la dificultad consiste en producir qubits que sean lo suficientemente pequeños y puedan cambiarse lo suficientemente rápido para ejecutar cálculos cuánticos.

 

Los circuitos superconductores son una opción muy prometedora. Los superconductores son materiales que no tienen  a temperaturas extremadamente bajas y, por lo tanto, conducir la corriente eléctrica sin pérdidas. Esto es importante para mantener el estado cuántico de  y conectarlos de manera eficiente.

 

Qubits de Gralmonium: superconductores y sensibles

Los investigadores de KIT ahora han logrado desarrollar qubits superconductores novedosos y no convencionales. “El núcleo de un qubit superconductor es la llamada unión Josephson que sirve para almacenar información cuántica. Aquí, hicimos una modificación crucial”, dice el Dr. Ioan M. Pop del Instituto de Tecnologías y Materiales Cuánticos (IQMT) de KIT.

Por regla general, tales uniones de Josephson para bits cuánticos superconductores se obtienen mediante una delgada barrera de óxido que separa dos capas de aluminio. “Para nuestros qubits, usamos una sola capa de aluminio granular, un superconductor hecho de granos de aluminio de unos pocos nanómetros de tamaño que están incrustados en una matriz de óxido”, dice Pop. Luego, el material se autoestructura en una red tridimensional de uniones Josephson.

“Es fascinante ver que todas las propiedades de nuestro qubit están dominadas por una unión muy pequeña de solo 20 nm. En consecuencia, actúa como una lupa de defectos de materiales microscópicos en qubits superconductores y ofrece una opción prometedora de mejora”, añade Simon Günzler, IQMT.

 

Los Qubits están hechos completamente de aluminio granular

El progreso logrado por el equipo se basa en un enfoque previamente probado utilizando los llamados qubits de fluxonio. Partes de esta versión predecesora estaban hechas de aluminio granulado, mientras que otras estaban hechas de aluminio convencional. Ahora, todos los qubits están hechos de aluminio granular. “Y si se pudiera cortar un circuito cuántico de una película de metal, esto daría lugar a oportunidades completamente nuevas para  mediante procesos de grabado y aplicación extendida de qubits, por ejemplo en ”, dice Dennis Rieger del Physikalisches Institut de KIT.

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