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Ordenadores cuánticos en chips de silicio: Millones de qubits posibles

Los espines de dos agujeros de electrones interactúan en esta impresión artística. (Imagen: NCCR SPIN)
Los espines de dos agujeros de electrones interactúan en esta impresión artística. (Imagen: NCCR SPIN)
Por primera vez, dos agujeros cargados positivamente en un transistor semiconductor actuaron como qubits, es decir, también interactuaron. Esto podría simplificar fundamentalmente la construcción de ordenadores cuánticos y mejorar su utilidad práctica.

No sólo los electrones, sino también los huecos o electrones defectuosos tienen un espín. Desde 2022 se sabe que esto puede utilizarse del mismo modo que un qubit.

Sin embargo, un solo qubit no constituye un ordenador cuántico. Actualmente se necesitan varios cientos que, gracias al entrelazamiento cuántico entre los qubits individuales, garantizan la asombrosamente alta potencia de cálculo de tales sistemas.

Por eso merece la pena destacar el informe de la Universidad de Basilea, en el que dos de estos agujeros, o más bien sus espines, no sólo se comportaron como bits clásicos, sino que además interactuaron. Este sería el paso hacia un ordenador cuántico.

Y como el proceso podría generarse con un transistor de efecto de campo, para fabricar estos componentes puede utilizarse un proceso de producción de transistores ampliamente utilizado. Este tipo de transistores de efecto de campo de óxido metálico-semiconductor, conocidos como FinFET en particular, se encuentran, entre otros, en los teléfonos inteligentes. Éstos han hecho posible, en primer lugar, la construcción en el rango de los nanómetros bajos.

Con la "puerta cuántica" que se ha creado ahora, los dos qubits que contiene pueden controlarse con precisión. El espín de un electrón defectuoso pudo invertirse de forma específica y también se vio influido por el espín del segundo agujero. Por tanto, parece factible una respuesta comparable a la del transistor clásico.

Además, según el estudio, el tiempo de respuesta se sitúa en el rango de unos pocos nanosegundos. Esto se traduce en una velocidad de reloj posible de más de 500 megahercios. La tasa de error también debería ser mínima.

Esto no sólo haría que el proceso de producción no fuera problemático. El comportamiento de los qubits también sería rápido y fiable. Suena casi demasiado bien, pero habrá que tener paciencia hasta que el ordenador cuántico suizo con un millón de qubits sea realmente presentado. Y esperar a ver si no acaba escupiendo "42" como respuesta a todo.

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Mario Petzold, 2024-05-23 (Update: 2024-05-23)