Investigadores de la Universidad Chalmers de Tecnología en Suecia y de la Universidad de Maryland en Estados Unidos han desarrollado un innovador refrigerador cuántico capaz de enfriar de manera autónoma qubits a temperaturas récord. Este avance representa un paso significativo hacia la creación de computadoras cuánticas más fiables, que tienen el potencial de transformar sectores como la medicina, la energía, la criptografía, la inteligencia artificial y la logística.
Los ordenadores cuánticos requieren enfriamiento extremo para realizar cálculos precisos. El principal obstáculo que enfrentan en su implementación práctica es la dificultad para alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que es crucial para mantener los qubits en su estado más estable. Estos qubits, a diferencia de los bits clásicos que solo pueden ser 0 o 1, pueden existir en un estado de superposición, lo que les permite realizar cálculos paralelos y ofrecer un potencial computacional extraordinario.
Refrigerador cuántico autónomo
El nuevo refrigerador cuántico, que complementa a los refrigeradores de dilución tradicionales, es capaz de enfriar qubits a temperaturas tan bajas como 22 milikelvins, lo que equivale a -273.13 grados Celsius. Este dispositivo ha sido diseñado para funcionar sin necesidad de control externo, utilizando energía del entorno para operar. La investigación, publicada en la revista Nature Physics, detalla cómo el refrigerador, basado en circuitos superconductores, aprovecha las interacciones entre diferentes qubits para realizar su tarea de enfriamiento.
Aamir Ali, especialista en tecnología cuántica en Chalmers, señala que la innovación permite aumentar la probabilidad de que un qubit esté en su estado base antes de realizar un cálculo hasta un 99.97%, superando el rendimiento de técnicas anteriores que lograban entre un 99.8% y un 99.92%. Aunque la diferencia pueda parecer mínima, se traduce en un aumento significativo en la eficiencia de las computadoras cuánticas durante múltiples cálculos.
El diseño del refrigerador se basa en la creación de un baño térmico caliente que interactúa con uno de los qubits, generando la energía necesaria para enfriar el qubit objetivo. Así, una vez iniciado su funcionamiento, el sistema opera de manera autónoma, lo que representa un avance notable en la ingeniería de máquinas térmicas cuánticas.
Este desarrollo no solo representa un hito en la investigación cuántica, sino que también subraya la importancia de la innovación tecnológica en el contexto actual. A medida que la sociedad avanza hacia nuevas fronteras en la computación, la capacidad de crear dispositivos que operen eficientemente a niveles de temperatura extremos podría abrir la puerta a aplicaciones prácticas que antes se consideraban imposibles.
