Científicos descubren un material que podría almacenar información cuántica

Científicos descubren un material que podría almacenar información cuántica

En los últimos años, un gran progreso ha sido realizado hacia el primer ordenador cuántico universal. Sin embargo, todavía hay muchos problemas por resolver, como crear un método para almacenar información cuántica durante períodos de tiempo prolongados.

Ahora, los científicos han descubierto un material que podría estar a la altura de la tarea.

El desafío en este tipo de almacenamiento es preservar el estado cuántico de átomos individuales, y un nuevo estudio sugiere que el iridato de cobre, un compuesto de cobre, iridio y oxígeno, podría tener la geometría atómica requerida para cumplir este rol.

«El iridato de cobre tiene una geometría en forma de panal, al igual que el panal en la naturaleza pero hecho de átomos», dijo el investigador Fazel Tafti a Inverse.

«Debido a estas geometrías particulares, el movimiento de los electrones nunca se interrumpe. Siguen moviéndose sin poder congelarse y formar un imán, que es la tendencia natural del material. Este fenómeno se llama ‘frustración magnética’».

La fase inusual ocupada por este material se conoce como líquido de giro cuántico. No es un líquido en la forma en que está más familiarizado; en cambio, su magnetismo es menos ordenado que en un imán ordinario.

Los giros de los electrones en los imanes que encontramos en la vida cotidiana están todos congelados en la misma dirección. En líquidos de centrifugado, nunca se congelan, incluso si su temperatura alcanza el cero absoluto.

Esto permite algunos rasgos inusuales, como un fenómeno conocido como enredo de largo alcance donde el estado cuántico de una partícula se combina con otra partícula no adyacente.

Los materiales necesitan ya sea una geometría de nido de abeja como el iridato de cobre o una estructura atómica triangular para operar como un líquido de centrifugado. Esta disposición se ha observado en la naturaleza, por ejemplo, con el mineral Herbertsmithita que se descubrió en 2012.

Este estudio ha producido un material que podría usarse en futuras computadoras cuánticas, pero su mayor relevancia radica en que los hallazgos ofrecen un método para establecer más ejemplos.

Al usar el mismo proceso, podría ser posible descubrir todo tipo de nuevos líquidos de centrifugado cuántico, algunos de los cuales podrían ser aún más adecuados para la tarea.

«Los descubrimientos experimentales tardan en ocurrir porque los científicos tienen que probar todos los caminos posibles que permite la naturaleza, y la naturaleza puede ser muy elusiva», explicó Tafti.

«Pero ahora que logramos hacer una vuelta líquida, encontramos la receta para hacer más de ellas. El siguiente paso será usar la misma receta de iridato de cobre y aplicarla a otros elementos en la tabla periódica para hacer más líquidos de centrifugado».

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