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La primera batería de fase cuántica del mundo está aquí

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Es posible que haya estado al tanto del bombo de la computación cuántica. Si no lo ha hecho, así es como funciona: si cumplen con su potencial, las computadoras cuánticas podrán abordar problemas que requerirían cientos, si no miles de años, para que una computadora clásica los resuelva.

Y ahora, en un gran paso para la computación cuántica, tenemos la primera batería de fase cuántica en funcionamiento.

RELACIONADO: ¿QUÉ CAMBIARÁ EXACTAMENTE LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA?

Baterías cuánticas versus baterías clásicas

Las baterías son omnipresentes en nuestra vida cotidiana, siendo las baterías de iones de litio el tipo más utilizado, aunque, de hecho, se están desarrollando alternativas interesantes.

La batería de fase cuántica es una bestia completamente diferente. Mientras que las baterías clásicas convierten la energía química en voltaje, que alimenta los circuitos electrónicos, las tecnologías cuánticas utilizan circuitos o dispositivos basados ​​en materiales superconductores.

En los materiales superconductores, las corrientes fluyen sin necesidad de aplicar voltaje. Por lo tanto, cuando se trata de computadoras cuánticas, no hay necesidad de una batería clásica.

Las supercorrientes reciben su nombre del hecho de que no presentan pérdidas de energía. Se inducen a partir de una diferencia de fase de la función de onda del circuito cuántico, en lugar de un voltaje.

Esto significa que un dispositivo cuántico capaz de proporcionar una diferencia de fase persistente puede verse como una batería de fase cuántica, que induce supercorrientes en un circuito cuántico.

Construyendo una batería de fase cuántica funcional

Eso es exactamente lo que han construido Francesco Giazotto y Elia Strambini del Instituto NEST-CNR de Pisa. Se basaron en el trabajo de Sebastian Bergeret e Ilya Tokatly, ambos investigadores asociados del Donostia International Physics Center (DIPC), que idearon la idea de una batería de fase cuántica en 2015.

La idea de Bergeret y Tokatly consistía en una combinación de materiales superconductores y magnéticos con un efecto relativista intrínseco, llamado acoplamiento espín-órbita.

La contribución de Giazotto y Strambini fue identificar una combinación de materiales adecuada que les permitió fabricar la primera batería de fase cuántica. Sus resultados ahora se publican en la revistaNanotecnología de la naturaleza.

Su batería de fase cuántica consiste en un nanoalambre de InAs dopado n que forma el núcleo de la batería (la pila) y cables superconductores de Al como polos. Se carga aplicando un campo magnético externo, que luego se puede apagar.

Cristina Sanz-Fernández y Claudio Guarcello, también de CFM, adaptaron la teoría para simular los hallazgos experimentales.

La batería se está desarrollando y mejorando aún más en las instalaciones de CFM en una colaboración entre el Laboratorio de Nanofísica y el Grupo de Física Mesoscópica. Estos avances podrían contribuir a enormes avances que, según muchos, vendrán del campo de la computación cuántica.


Ver el vídeo: Una Batería Cuántica que Nunca se Agota (Junio 2022).