Un salto cuántico: los investigadores de UCC descubren la clave potencial para el futuro de la computación cuántica

En un desarrollo significativo para el futuro de la computación cuántica, los investigadores del laboratorio Macroscopic Quantum Matter Group de la Universidad College Cork (UCC) han realizado un descubrimiento innovador utilizando uno de los microscopios cuánticos más potentes del mundo. El equipo ha identificado un estado superconductor modulado espacialmente en un nuevo y extraño superconductor, el Ditellurio de Uranio (UTe2), que podría abordar uno de los desafíos más grandes de la computación cuántica.

El poder de los superconductores

Los superconductores son materiales que permiten que la electricidad fluya con resistencia cero, lo que significa que no disipan energía a pesar de transportar una gran corriente. Esto es posible porque, en lugar de que los electrones individuales se muevan a través del metal, los pares de electrones se unen para formar un fluido macroscópico cuántico.

El autor principal del artículo, Joe Carroll, un investigador de doctorado que trabaja con el profesor de Física Cuántica de la UCC, Séamus Davis, explica: “Lo que nuestro equipo encontró fue que algunos de los pares de electrones forman una nueva estructura cristalina incrustada en este fluido de fondo. Estos tipos de estados fueron descubiertos por primera vez por nuestro grupo en 2016 y ahora se llaman Ondas de Densidad de Pares de Electrones. Estas Ondas de Densidad de Pares son una nueva forma de materia superconductora cuyas propiedades todavía estamos descubriendo”.

Un nuevo tipo de superconductor

Lo que hace que UTe2 sea particularmente emocionante es que parece ser un nuevo tipo de superconductor. Los pares de electrones en UTe2 parecen tener momento angular intrínseco. Si esto es cierto, entonces el equipo de la UCC ha detectado la primera Onda de Densidad de Pares compuesta por estos pares exóticos de electrones.

Carroll explica: “Lo que es particularmente emocionante para nosotros y la comunidad en general es que UTe2 parece ser un nuevo tipo de superconductor. Los físicos han estado buscando un material como este durante casi 40 años”.

Implicaciones para la computación cuántica

Los computadores cuánticos dependen de los bits cuánticos o qubits para almacenar y manipular información. Sin embargo, el estado cuántico de estos qubits se destruye fácilmente, lo que limita la aplicación de los computadores cuánticos.

UTe2, sin embargo, es un tipo especial de superconductor que podría tener enormes consecuencias para la computación cuántica. Podría utilizarse potencialmente como base para la computación cuántica topológica, donde no hay límite en la duración del qubit durante el cálculo. Esto podría abrir muchas nuevas vías para computadores cuánticos más estables y útiles.

Carroll explica: “Hay indicios de que UTe2 es un tipo especial de superconductor que podría tener enormes consecuencias para la computación cuántica… En estos materiales no hay límite en la duración del qubit durante el cálculo, lo que abre muchas nuevas vías para computadores cuánticos más estables y útiles”.

El descubrimiento del equipo de la UCC proporciona otra pieza del rompecabezas de UTe2. Entender las propiedades superconductoras fundamentales de materiales como UTe2 es crucial para desarrollar computadores cuánticos prácticos. Carroll concluye: “Lo que hemos descubierto entonces proporciona otra pieza del rompecabezas de UTe2. Para crear aplicaciones utilizando materiales como este, debemos entender sus propiedades superconductoras fundamentales. Toda la ciencia moderna avanza paso a paso. Estamos encantados de haber contribuido a la comprensión de un material que podría acercarnos a computadores cuánticos mucho más prácticos”.