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(noticias nanowerk) Investigadores de la Universidad de California, Irvine y el Laboratorio Nacional de Los Alamos publican en comunicación de la naturaleza (“Transición de fase topológica controlada por voltaje controlable y transporte de estado de superficie dominante en HfTe5«) describen el descubrimiento de un nuevo método que convierte materiales cotidianos como el vidrio en materiales que los científicos pueden utilizar para fabricar computadoras cuánticas.
«Los materiales que creamos son sustancias que tienen propiedades eléctricas o cuánticas únicas debido a sus formas o estructuras atómicas específicas», dijo Luis A. Jáuregui, profesor de física y astronomía en la UCI y autor principal del nuevo trabajo. “Imagínese si pudiéramos convertir el vidrio, normalmente considerado un material aislante, en conductores eficientes similares al cobre. Eso es lo que hicimos”.
Las computadoras tradicionales usan silicio como conductor, pero el silicio tiene limitaciones. La computación cuántica puede ayudar a superar estas limitaciones, y métodos como los descritos en el nuevo estudio ayudarán a hacer de la computación cuántica una realidad cotidiana.
“Este experimento se basa en las capacidades únicas que tenemos en la UCI para cultivar materiales cuánticos de alta calidad. «¿Cómo podemos transformar estos materiales que son malos conductores en buenos conductores?», dijo Jáuregui, quien también es miembro del Instituto Eddleman Quantum de la UCI. “Eso es lo que hicimos en este artículo. Aplicamos nuevas técnicas a estos materiales y los convertimos en buenos conductores”.
La clave, explicó Jáuregui, es aplicar la tensión adecuada a los materiales a nivel atómico. Para hacer esto, el equipo diseñó un dispositivo especial llamado «estación de flexión» en el taller de máquinas de la Facultad de Ciencias Físicas de la UCI, que les permitió aplicar grandes tensiones para cambiar la estructura atómica de un material llamado pentatelluuro de hafnio desde una «trivial». » estructura. material en un material adecuado para una computadora cuántica.
«Para fabricar tales materiales, tenemos que perforar agujeros en la estructura atómica», dijo Jáuregui. «La tensión nos permite hacer eso».
«También puedes activar o desactivar el cambio de estructura atómica controlando el voltaje, lo cual es útil si quieres crear un interruptor de encendido y apagado para el material en una computadora cuántica en el futuro», dijo Jinyu Liu, quien es el primer Autor del artículo e investigador postdoctoral en colaboración con Jáuregui.
«Estoy entusiasmado con la forma en que las simulaciones teóricas brindan conocimientos profundos sobre las observaciones experimentales, acelerando así el descubrimiento de métodos para controlar los estados cuánticos de nuevos materiales», dijo el coautor Ruqian Wu, profesor de física y subdirector del Centro de Investigación de la UCI. Materiales complejos y activos: un centro de ingeniería e investigación de materiales de la Fundación Nacional de Ciencias (MRSEC). «Esto subraya el éxito de los esfuerzos conjuntos que incorporan diversos conocimientos especializados en investigación de vanguardia».
«Me complace que nuestro equipo haya podido demostrar que se pueden crear estos estados materiales esquivos y buscados», dijo Michael Pettes, coautor del estudio y científico del Centro de Nanotecnologías Integradas del Laboratorio Nacional de Los Álamos. «Esto es prometedor para el desarrollo de dispositivos cuánticos, y la metodología que hemos demostrado también es compatible con experimentos con otros materiales cuánticos».
Actualmente, los ordenadores cuánticos sólo existen en unos pocos lugares, como en las oficinas de empresas como IBM, Google y Rigetti. “Google, IBM y muchas otras empresas están buscando computadoras cuánticas efectivas que podamos usar en nuestra vida diaria”, dijo Jáuregui. «Esperamos que esta nueva investigación ayude a hacer más cierta la promesa de la computación cuántica».
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