Un equipo de científicos ha logrado crear un refrigerador con temperatura récord ¿Qué podría asistir en el funcionamiento de las computadoras? cuánticos a operar con mayor eficacia. Las qubits, componentes básicos en las computadoras cuánticas, necesitan estar a temperaturas muy próximas al cero absoluto para evitar fallos en su funcionamiento.
Una nueva tecnología de refrigeración Desarrollado por científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia y la Universidad de Maryland en Estados Unidos, este avance podría aproximarnos más hacia la consecución de esto. toda la capacidad de la computación cuántica .
Los sistemas de enfriamiento actuales conocidos como refrigeradores de dilución logran bajar los qubits aproximadamente a 50 milikelvin sobre el cero absoluto, tal y como indica la Universidad Tecnológica de Chalmers. Durante una prueba reciente, un nuevo tipo de refrigerador cuántico redujo las temperaturas de estos qubits hasta alcanzar solo 22 milikelvin, lo que representa un importante avance. 10.000 veces más helado que la temperatura ambiental , de acuerdo con el equipo investigador.
A medida que se acerca al cero absoluto o cero Kelvin, que es equivalente a menos 273,15 grados Celsius , mayor confiabilidad podría ofrecer la computación cuántica, aunque simultáneamente resulta más complicado llegar al cero absoluto conforme baja la temperatura .
El refrigerador es "completamente independiente".
Si consideramos qué significa físicamente la temperatura, nos referimos a vibraciones fundamentales. Se podría imaginar tomar un objeto que vibra intensamente y trasladarlo a un estado donde vaya disminuyendo su vibración gradualmente hasta alcanzar una posición prácticamente estable, siguiendo las reglas de la termodinámica. mecánica Cuántica. Y una vez que está totalmente en reposo, Esto sería considerado como el cero absoluto. Explica a 'Euronews Next' Simone Gasparinetti, profesor adjunto en la Universidad Tecnológica de Chalmers y el autor principal del estudio,
El grupo logró reducir estas vibraciones hasta ser 10.000 veces más pequeñas, lo cual, según sus declaraciones, representaba una mejora significativa. "mínimo histórico" Para los moldes mencionados, a diferencia de los sistemas de enfriamiento por dilución que necesitan un control externo continuo, este refrigerador cuántico se activa por sí mismo tras ser instalado.
El refrigerador utiliza tres qubits Y opera mediante un sistema donde ambientes calurosos y fríos interaccionan de forma particular para remover el calor desde un qubit específico, la sección del computador cuántico que requiere enfriamiento.
La energía proveniente del entorno térmico se dirige a través de uno de los dos qubits en el refrigerador cuántico, inyecta calor desde el qubit objetivo hacia el segundo qubit Explica en un comunicado Nicole Yunger Halpern, professora adjunta de Física na Universidade de Maryland: 'Se trata do refrigerador cuántico, que permanece fresco'. Añade Yunger: 'Este qubit fresco se equilibra térmicamente en este ambiente frío y eventualmente libera el calor proveniente del qubit objetivo'.
Gasparinetti aclara que " El refrigerador está completamente independiente. Significa, fundamentalmente, que solo requiere conectarse a una fuente calientey otra fríapara operar. Esto destaca entre otras técnicas que necesitarían, por ejemplo, pulsos sincronizados con exactitud u otros métodos de control”, y agrega que “basicamente, se activa, los qubits se enfriany luego se desactivay empieza el cómputo”.
Aplicar los principios de la termodinámica de la teoría al ámbito práctico.
La termodinámica cuántica, que fusiona la física La intersección entre la mecánica cuántica y la termodinámica es un área que hasta ahora ha sido principalmente teórica, según indican los científicos. "Durante los pasados 50 años, hemos reducido al mínimo muchos elementos, especialmente aquellos con funciones eléctricas, aunque no todos", comenta Gasparinetti y agrega: "Realmente deseábamos crear una máquina cuántica, una máquina térmica, que tuviera aplicaciones prácticas".
Los investigadores afirman que Este refrigerador permite que los qubits operen con muchas menos fallas. e incluso por períodos más largos en las computadoras cuánticas. El grupo logró disminuir en 20 ocasiones la tasa de error en la computación cuántica , del 0,02 al 0,01. Aunque pueda parecer insignificante, los científicos aseguran que reducir estos errores es crucial para mantener la precisión y confiabilidad de las operaciones en computación cuántica.
Los computadores cuánticos no remplazarán a los tradicionales.
Los ordenadores cuánticos pueden revolucionar tecnologías Clave en diferentes áreas sociales, con usos en campos como la medicina, la energía, el cifrado, la inteligencia artificial y la logística. No obstante, los científicos destacan que es necesario continuar desarrollando esta tecnología para que pueda abordar eficazmente diversas problemáticas.
"Estas máquinas tienen que mejorarse en numerosas áreas antes de resultar útiles Y además debemos trabajar en desarrollar métodos efectivos para usar los recursos disponibles. Aún no hemos logrado comprender completamente cómo sacar provecho de los recursos cuánticos con el fin de realizar cálculos valiosos y abordar problemas significativos", comenta Gasparinetti.
El investigador principal del estudio también menciona que hay una concepto incorrecto de que las computadoras cuánticas remplazarán a las tradicionales , al igual que nuestros portátiles. Más bien se refiere a un avance tecnológico que perfeccionará las computadoras Clásicos que se utilizan para abordar problemas muy específicos, tales como aquellos vinculados a la logística o al desarrollo de medicamentos, y aún requerimos computadoras tradicionales para operar una computadora cuántica, mencionó.
Los experimentos como el que realizamos muestran la posibilidad de lograr mayor funcionalidad cercana a los componentes cuánticos, y considero esto un camino que seguiremos viendo expandirse en el futuro," explica Gasparinetti. Los científicos anticipan el desarrollo de futuras máquinas cuánticas más independientes. Pregunta siguiente: ¿Qué otras problemáticas se podrían resolver de manera independiente? , señala el investigador principal del estudio.