Investigadors y investigadoras de l'Instituto de Nanociencia y Materials d'Aragón (INMA), centro mixto d'o CSIC y la Universidat de Zaragoza, ha conseguiu controlar lo comportamiento cuantico de nanocintas de grafeno, “lo que suposa un paso clau” enta la creyación de bits cuanticos completament organicos. Lo hallazgo ha estau publicau en a prestichiosa revista Nature Communications, con David Serrate, cientifico titular d'o CSIC, como investigador prencipal d'o treballo.
Los bits cuanticos (qubits) son la base pa construyir ordinadors cuanticos, que son clamaus a revolucionar la potencia de calculo actual y resolver problemas imposibles (u muito lentos) pa los ordinadors actuals.
En a investigación tamién han colaborau equipos d'o Nanogune de Donostia y d'o CiQUS (Universidat de Santiago de Compostela), asinas como teoricos d'o Donostia International Physics Centre. La parte experimental se levó a cabo integrament en o Laboratorio de Microscopias Avanzadas de Zaragoza.
Un bit cuantico, u qubit, ye la unidat basica d'información en un ordinador cuantico, y ye l'equivalent cuantico d'o bit clasico (que puede valer 0 u 1). La diferencia fundamental ye que un qubit puede estar en un estau 0, en un estau 1, u en una combinación de toz dos a la vegada. A esto se le clama superposición cuantica. Gracias a esta propiedat (y a atras como l'entrelazamiento cuantico), los ordinadors cuanticos pueden procesar grans cantidaz d'información de forma paralela, resolvendo bels problemas muito mas rapido que los ordinadors tradicionals.
Esta investigación coloca a l'INMA en un puesto destacau en o campo de materials pa la computación cuantica, que van a chugar un papel fundamental en os proximos decenios. Los equipo d'investigación han contrimostrau cómo controlar tanto la carga electrica como lo magnetismo cuantico en fragmentos ultrafinos de grafeno —un material formau solament per átomos de carbono—. Estas estructuras, clamadas nanocintas, tienen una grandaria de tasament 1 nanómetro d'amplo y entre 4 y 13 nanómetros de largo, y podrían usar-se como bits cuanticos, ye decir, las unidaz basicas d'os futuros ordinadors cuanticos.
Las nanocintas se fabrican unindo moléculas disenyadas previament, como si estasen piezas de Lego, per medio d'una tecnica clamada “sintesi en superficie”. Pa que estas mantiengan las suyas propiedaz cuanticas, las y los cientificos de l'INMA consiguioron aislar-las d'o metal en o cual se formaban, tresladando-las una a una, a una superficie aislant de óxido de magnesio (MgO) con la aduya d'un microscopio d'efecto túnel.
En estar sobre esta superficie aislant, las nanocintas manifiestan lo comportamiento cuantico que d'ellas s'asperaría teoricament: contienen un numero entero de electrones (esto ye, la carga se cuantiza) y, pa bellas longarias, cheneran un espín bien definiu -lo espín ye la unidat minima u cuanto d'información pa lo caso de bits cuanticos magneticos-.
Qué importancia tiene esto?
Este treballo ye lo primero en contrimostrar que una estructura feita solament de carbono puede comportar-se como un bit cuantico magnetico. Amás, los equipos cientificos han amostrau que lo espín cuantico se puede activar u desactivar per medio de campos electricos externos, ubrindo nuevas posibilidaz pa disenyar materials cuanticos ‘a la carta’.
