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9 de septiembre de 2025
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Las computadoras cuánticas pueden procesar grandes cantidades de datos con mayor rapidez porque realizan muchos cálculos en paralelo. El portador de información de la computadora cuántica es un cúbit. Los cúbits no solo contienen la información de "0" y "1", sino también valores intermedios. Sin embargo, la dificultad reside en producir cúbits lo suficientemente pequeños y que puedan conmutarse con la rapidez necesaria para ejecutar cálculos cuánticos.
Los circuitos superconductores son una opción muy prometedora. Los superconductores son materiales que no tienen resistencia eléctrica a temperaturas extremadamente bajas y, por lo tanto, conducen corriente eléctrica sin pérdidas. Esto es importante para mantener el estado cuántico de qubits y conectarlos de manera eficiente.
Investigadores del KIT han logrado desarrollar nuevos cúbits superconductores no convencionales. «El núcleo de un cúbit superconductor es una unión Josephson que sirve para almacenar información cuántica. Aquí, realizamos una modificación crucial», explica el Dr. Ioan M. Pop del Instituto de Materiales y Tecnologías Cuánticas (IQMT) del KIT.
Por lo general, estas uniones Josephson para cúbits superconductores se obtienen mediante una fina barrera de óxido que separa dos capas de aluminio. «Para nuestros cúbits, utilizamos una sola capa de aluminio granular, un superconductor formado por granos de aluminio de unos pocos nanómetros de tamaño incrustados en una matriz de óxido», explica Pop. A continuación, el material se autoestructura en una red tridimensional de uniones Josephson.
«Resulta fascinante observar que todas las propiedades de nuestro cúbit están determinadas por una unión muy pequeña de tan solo 20 nm. En consecuencia, actúa como una lupa para detectar defectos microscópicos en los materiales de los cúbits superconductores y ofrece una opción prometedora para su mejora», añade Simon Günzler, del IQMT.
El progreso alcanzado por el equipo se basa en un enfoque previamente probado que utiliza los llamados cúbits de fluxonio. Partes de esta versión predecesora estaban hechas de aluminio granular, mientras que otras consistían en aluminio convencional. Ahora, todos los cúbits están hechos de aluminio granular. "Y si se pudiera cortar un circuito cuántico de una película metálica, esto da como resultado oportunidades completamente nuevas para producción industrial mediante procesos de grabado y aplicación extendida de cúbits, por ejemplo en fuertes campos magnéticos”, afirma Dennis Rieger del Physikalisches Institut del KIT.
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