Los puntos cuánticos están hechos de una variedad de diferentes componentes, tales como cadmio selenio (cadmium selenide). La firma Quantum Dots Corp controla un número de patentes para la producción de estos puntos cuánticos.
El Quantum dot es llamado en ocasiones transistor de un solo electrón (single-electron-transistor), bit cuántico (quantum bit), o "qubit"; se podría definir como una partícula de materia tan pequeña que la adición de un único electrón produce cambios en sus propiedades.
El atributo cuántico sirve para
recordar que el comportamiento del electrón en tales estructuras debe ser
descrito en términos de la teoría cuántica. Los átomos
son ejemplos de puntos cuánticos. Estructuras hechas de unos pocos cientos
de átomos también son puntos cuánticos (cadmium selenideo,
nanocristales de gallium arsenide, clusters), por sus características
se trabaja a a escala nanométrica. La presencia de un único electrón
en tales estructuras puede ser utilizada para almacenar información (esta
es la explicación de unos de los nombres alternativos: qubits). El computador cuántico se basa en que los estados cuánticos de los electrones se pueden usar como bits (qbits) para codificar la información. Este computador tendría una altísima velocidad de procesamiento debido a que los electrones pueden estar en varios estados cuánticos al mismo tiempo, pudiendo combinar varios en un grupo y así realizar diversos cálculos simultáneos. Una de las dificultades más grandes para la computadora cuántica es que se debe lograr una manera de procesar los frágiles estados cuánticos sin destruirlos. La propuesta consiste en utilizar los electrones confinados de puntos cuánticos como qbits y utilizar fotones que podrían leer y cambiar los estados cuánticos de los electrones (los puntos cuánticos deben estar colocados en estructuras regulares).
Actualmente los puntos cuánticos están hechos de nanocristales semiconductores de entre 2 y 10 nanómetros de ancho. Para que haya confinamiento los puntos cuánticos deben de tener un tamaño comparable al radio del excitón de Bohr-( puede definirse como una cuasi-partıcula moviéndose en el interior del punto cuántico), que es del orden de 10 nm en la mayoría de los semiconductores.
Este confinamiento de los electrones en una región suficientemente
pequeña da lugar a que pasemos de tener bandas a tener niveles cuánticos
de energía separados y cuya separación dependerá en forma inversa del
tamaño del punto cuántico. Los puntos cuánticos contienen solamente unos
pocos miles de átomos y son capaces de emitir y absorber luz a
longitudes de onda determinadas por la energía de los niveles en el
punto y no por la energía de la banda prohibida del material. Como la
separación de los niveles depende del tamaño del punto cuántico y la luz
emitida es debido a las transiciones entre estos niveles, entonces se
puede controlar la longitud de onda de la luz que se emite con el tamaño
de los puntos cuánticos. Científicos de la Universidad de Ohio han demostrado cómo la energía de la luz, al brillar sobre los puntos cuánticos, provoca que transfieran energía en un modo "coherente". Descubrieron que cuando los puntos (de 5 nm) eran dispuestos a una cierta distancia mayor que el propio radio de los puntos, las ondas de luz viajaban entre los nanocristales siguiendo un patrón consistente. En anteriores investigaciones, las ondas de luz cambiaban o se hacían irregulares durante el intercambio de energía y esto creaba una ruptura en la comunicación entre los puntos cuánticos. Estos resultados sugieren que hay una forma de transmitir información empleando ondas de luz, abriendo el camino para que las computadoras cuánticas sean una realidad.
"Todo lo que llamamos real está compuesto por cosas que no pueden considerarse como reales". Niels Bohr
"End of transmission"
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