La empresa alemana NVision ha presentado un cúbit molecular, un elemento de ordenador cuántico en el que el soporte de la información cuántica es el espín electrónico de una molécula orgánica concreta y no el de un átomo. Sería algo parecido a la revolución que supusieron los OLED en el mercado de las pantallas, pero en el ámbito de las plataformas cuánticas: potente, rápido, asequible y sin alternativa.
Fuente de la imagen: Valentin Heinrich
El desarrollo se ha creado en el campo de los sistemas cuánticos en los que cúbits individuales intercambian información mediante fotones, las partículas de la luz. Los científicos han logrado demostrar el control individual del espín de una molécula y su lectura óptica. En otras palabras, se ha probado el funcionamiento del sistema a nivel de concepto, aunque los objetivos de los desarrolladores son muy ambiciosos: prometen que la tecnología formará parte de centros de datos a más tardar en 2030.
La base del desarrollo es un carbeno, un compuesto orgánico cuyo átomo de carbono tiene dos electrones desapareados. Para estabilizar la molécula, la colocaron en una matriz cristalina de un compuesto orgánico de estructura similar. A una temperatura de 4,5 K (unos −268,7 °C), los investigadores excitaron la molécula con un láser y registraron los fotones emitidos. La anchura de una línea óptica concreta fue de 38 MHz, y su frecuencia central se mantuvo estable durante más de una hora, con una dispersión de aproximadamente 2,4–2,6 MHz. El control del espín electrónico se realizó con impulsos de microondas, y el tiempo de coherencia alcanzó los 2,2 ms.
La siguiente etapa es la integración de los cúbits moleculares con circuitos fotónicos integrados que dirijan y procesen la luz en el chip. Para ello, NVision se ha aliado con la estadounidense HyperLight, especializada en fotónica basada en niobato de litio en capa fina. El material molecular permite depositarlo en una capa fina directamente sobre los chips fotónicos. Según NVision, la arquitectura debe tolerar la pérdida de hasta el 70 % de los fotones, lo que en potencia permitiría recurrir a la fotónica de silicio estándar. Así, la producción de chips fotónicos para ordenadores cuánticos podría ponerse en marcha en las fábricas actuales sin necesidad de reacondicionar las líneas.
La tecnología presentada promete numerosas ventajas frente a los cúbits tradicionales de todo tipo, desde los criogénicos hasta los de átomos fríos: los cúbits moleculares permitirán crear matrices dispersas de cúbits a las que no estorbarán la interfaz ni los cúbits vecinos; la configuración de los estados cuánticos será posible en múltiples variedades para cada molécula; las películas orgánicas con cúbits prometen una aplicación sencilla sobre los circuitos fotónicos, y las fábricas actuales estarían preparadas para trabajar con todo ello. En una palabra, es una revolución en el mundo de los ordenadores cuánticos, según la presentan sus autores.
El siguiente objetivo de NVision será escalar el sistema hasta 1.000 cúbits físicos y pasar después a 1.000 cúbits lógicos tolerantes a fallos en 2030. Habrá que esperar, no queda tanto: ya veremos.