Leer en voz alta La computadora cuántica está tomando forma lentamente. Los científicos de Alemania y Estados Unidos han logrado por primera vez recuperar información cuántica almacenada en un sólido. Leyeron eléctricamente el giro nuclear de los átomos de fósforo en una capa de silicio. ¿Tales átomos extraños podrían alguna vez como unidades de almacenamiento fundamentales? los llamados bits cuánticos o qubits? utilizado en una computadora cuántica basada en silicio. Bajo ciertas circunstancias, incluso los procesos de producción convencionales podrían usarse para su producción. Martin Stutzmann y sus colegas del Instituto Walter Schottky en Garching, el Instituto Hahn-Meitner en Berlín y la Universidad de Utah utilizaron una pieza de silicio dopado con átomos de fósforo como elemento de almacenamiento para su experimento. Si los átomos de fósforo están lo suficientemente separados, los átomos individuales pueden en principio usarse como elementos de almacenamiento para una computadora cuántica.

La información en este caso se almacena en los espines nucleares de los átomos de fósforo. En su experimento, los investigadores enfriaron la pieza de silicio a unos cinco Kelvin, de modo que todos los espines nucleares de los átomos de fósforo apuntaban en la misma dirección. Usando una combinación de campos magnéticos y ondas de radio, los núcleos se energizaron energéticamente para que sus espines cambiaran periódicamente de dirección.

Para poder percibir estas oscilaciones, se había utilizado previamente uno de los métodos conocidos de la resonancia magnética nuclear médica. Además del gran esfuerzo tecnológico, sin embargo, solo se podía leer al mismo tiempo el giro completo de aproximadamente diez mil millones de núcleos de fósforo. Sin embargo, para una computadora cuántica funcional, la lectura de un solo núcleo sería necesaria.

El equipo de Stutsmann ahora ha logrado leer el giro total de solo diez mil núcleos de fósforo por medios eléctricos. Para este propósito, dos electrodos de oro tuvieron que evaporarse en la placa de silicio, junto con una fina capa de vidrio de separación. Las oscilaciones de los espines nucleares de los átomos de fósforo directamente debajo de la superficie fueron notables por las fluctuaciones en el flujo de corriente a través de los electrodos. visualización

Esto es sorprendente a primera vista, ya que este método en realidad aborda solo los electrones de los átomos de fósforo. Sin embargo, sus espines estaban vinculados a los espines de los núcleos por un fenómeno llamado acoplamiento espín-órbita. De esta manera, las oscilaciones del espín nuclear podrían leerse indirectamente a través del desvío del espín electrónico. ¿Los investigadores ahora quieren intentar reducir aún más la cantidad de átomos de fósforo abordados? en el mejor de los casos, en un solo átomo.

Nature Physics, prelanzamiento en línea, DOI: 10.1038 / nphys465 Stefan Maier

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