(Zaragoza, viernes, 22 de junio de 2012). Un reciente estudio, llevado a cabo por un equipo interdisciplinar de investigadores pertenecientes al Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (centro mixto CSIC-Universidad de Zaragoza), el Instituto de Nanociencia de Aragón de la Universidad de Zaragoza, el Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia, la Universidad de Stuttgart y la Universidad de Nottingham, ha abierto una nueva y prometedora vía para el desarrollo y optimización de bits cuánticos, los componentes básicos de futuros ordenadores cuánticos. El trabajo ha sido publicado en el último número de la prestigiosa revista Physical Review Letters, que lo ha seleccionado como Editors suggestion (sugerencia del editor).
Los ordenadores cuánticos utilizan las leyes de la física cuántica para realizar operaciones lógicas. Se espera que revolucionen el mundo de la informática, gracias a su capacidad de resolver tareas que son imposibles para los ordenadores actuales, o clásicos, tales como la simulación de nuevos materiales, la búsqueda en grandes bases de datos o la codificación segura de mensajes secretos, entre otros. Los científicos se enfrentan, desde hace años, al reto de dar con materiales adecuados para fabricar unidades de memoria, o qubits, y puertas lógicas con las que construir ordenadores cuánticos.
Las moléculas desarrolladas en el presente estudio contienen un único átomo magnético de Gadolinio encapsulado en el interior de dos estructuras moleculares diferentes. Las orientaciones del espín definen los estados del qubit (es decir, los estados 1 y 0 de información). Uno de los hallazgos más importantes es que la velocidad y la frecuencia de operación de estos qubits, que son cruciales para determinar su aplicación práctica, dependen de la forma de la molécula.
Este hallazgo abre la puerta al diseño racional de qubits mediante métodos químicos, considerablemente más sencillos, baratos y reproducibles que las costosas tecnologías de micro y nanolitografía, utilizadas en la fabricación de qubits basados en dispositivos semi- o superconductores. Este trabajo representa un paso hacia la realización de arquitecturas de computación cuántica integradas en chips, mayores que las existentes actualmente y capaces, por tanto, de llevar a cabo tareas más complejas.
En la investigación han participado Fernando Luis Vitalla, investigador del CSIC en el ICMA y responsable del grupo consolidado MOLCHIP, María José Martínez (estudiante de doctorado), Pablo Alonso (profesor de investigación CSIC), Marco Evangelisti (científico CSIC) y Javier Sesé, del INA.
Referencia al artículo original:
Gd-Based Single-Ion Magnets with Tunable Magnetic Anisotropy: Molecular Design of Spin Qubits.M. J. Martínez-Pérez, S. Cardona-Serra, C. Schlegel, F. Moro, P. J. Alonso, H. Prima-García, J. M. Clemente-Juan, M. Evangelisti, A. Gaita-Ariño, J. Sesé, J. van Slageren, E. Coronado, and F. Luis, Phys. Rev. Lett. 108, 247213 (2012).
