Investigadores de Karlsruhe Institute of Technology (KIT) y sus socios franceses han dado un paso importante en el desarrollo de los ordenadores cuánticos. Usando un imán de una sola molécula, los científicos demostraron como los espines nucleares pueden ser manipulados con campos eléctricos.
Esta manipulación eléctrica permite la conmutación rápida y específica de bits cuánticos. Los resultados experimentales se publican en la revista Science. DOI: 10.1126/science.1249802
Uno de los objetivos más ambiciosos de la nanotecnología es lograr fabricar un ordenador cuántico. El objetivo de un equipo como este, basado en los principios de la mecánica cuántica, es resolver tareas mucho más eficientemente que una computadora clásica. Mientras que el ordenador tradicional trabaja con bits que tienen 2 valores: cero o uno, un ordenador cuántico utiliza bits cuánticos (qubits) como unidades de cómputo más pequeñas. Estos qubits pueden asumir valores intermedios, no solamente cero o uno. Los Qubits pueden ser espines nucleares, es decir momentos angulares de núcleos atómicos. Se orientan en relación con un campo magnético en dirección ascendente (up) o descendente (down).
Para integrar qubits nucleares en los circuitos electrónicos y desencadenar nuevos procesos de información, es necesario poder manipular eléctricamente estos espines. Un equipo de científicos del KIT y el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en Grenoble y Estrasburgo ha logrado por primera vez la manipulación de un solo espín nuclear de una manera puramente eléctrica.
Para sus experimentos, los investigadores utilizaron un transistor nuclear spin-qubit que consta de un sola molécula imán conectado a tres electrodos (fuente, drenaje y puerta). Este imán unimolecular consiste en una molécula de TbPc2 - un único ion metálico de terbio - que está cercado por las moléculas orgánicas ftalocianina de átomos de hidrógeno, nitrógeno y carbono. La brecha entre el campo eléctrico y el espín es puenteada por el supuesto efecto hyperfine-Stark que transforma el campo eléctrico en un campo magnético local. Este proceso de la mecánica cuántica puede transferirse a todos los sistemas de espin nuclear y, por lo tanto, abre perspectivas totalmente nuevas para integrar los efectos cuánticos en espines nucleares en circuitos.
Información adicional: http://www.sciencemag.org/content/344/6188/1135.short
"End of transmission".
