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Microsoft da un paso importante para lograr sistemas de computación cuántica topológica más simples

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Microsoft da un paso importante para lograr sistemas de computación cuántica topológica más simples

Microsoft Research en conjunto con la Universidad de Copenhaguen, publicaron un papel en Nature Physics, detallando un dispositivo de heteroesctructura que podría abrir las puertas a la computación cuántica comercial.

El dispositivo es una heteroestructura entre un semiconductor, un superconductor y un ferroimán.

De acuerdo a Microsoft Research y la universidad, los tres materiales y las interfaces entre ellos fueron fabricados dentro de una máquina de epitaxia de haz molecular de ultra-vacío (MBE), algo que fue posible gracias a la compatibilidad entre las condiciones de crecimiento y fabricación de los tres materiales que son sulfuro de europio (ferroimán), aluminio (superconductor) y arseniuro de indio (semiconductor).  Esto dio como resultado interfaces extremadamente planas y limpias.

En el papel los científicos explican que el dispositivo tiene superconductividad y ferromagnetismo inducidos, coexistiendo en el semiconductor. Estos dos fenómenos que normalmente son opuestos, pueden coexistir sin alteraciones gracias a una propiedad del arseniuro de indio llamada acoplamiento en órbita de espín.

Microsoft Quantum
Imagen Microsoft Quantum

Cuando tal coexistencia ocurre en un dispositivo de alambre cuántico de este tipo, pueden resultar modos cero Majorana, lo que permitiría que dicho alambre pueda ser un componente integral de una computadora cuántica topológica.

El trabajo presentado por Microsoft Research y la Universidad de Copenhagen en Nature Physics muestra datos que son consistentes con la presencia de modos cero Majorana en los dispositivos.

En el blog de Microsoft Quantum también explican que anteriores dispositivos sin capa ferromagnética han exhibido resultados similares al aplicar un gran campo magnético, en una dirección alineada con el cable. Pero un campo tan grande ofrece otros desafíos y problemas, incluyendo la necesidad de alinear todos los cables en un ordenador cuántico topológico con una precisión bastante alta, así como el posible efecto del campo en otros componentes más altos de la pila.

En los dispositivos creados por el equipo de científicos, el momento magnético debido a la capa ferromagnética está altamente localizado y alineado automáticamente con un eje de cristal.

Finalmente Chetan Nayak, Gerente General de Quantum Hardware de Microsoft, comentó en el artículo del blog que “este trabajo tiene un interés intrínseco como un nuevo tipo de dispositivo con una mezcla única de características y también es un paso significativo hacia la creación de sistemas de computación cuántica topológica más simples.

El documento completo presentado por Microsoft Research y la Universidad de Copenhagen lo pueden leer en Nature Physics.

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