El silicio y la computación cuántica

Columnas miércoles 07 de diciembre de 2022 -

“Una computadora cuántica puede funcionar mejor que una supercomputadora convencional”: Sergio Boixo, jefe científico de teoría de la computación cuántica de Google.

La revista “Nature”, una de las más prestigiosas publicaciones científicas a nivel mundial, publicó unos meses atrás una investigación de académicos de la Universidad Simón Fraser, de Canadá, dando cuenta de los avances conseguidos en el campo de la tecnología cuántica.

El trabajo realizado por Daniel Higginbottom y Alex Kurkjian, miembros del Laboratorio de Tecnología Cuántica de Silicio, del Departamento de Física de la SFU; codirigido por Stephanie Simmons, titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Tecnologías Cuánticas de Silicio, y Michael Thewalt, profesor emérito, detalla que la computación cuántica posee un enorme potencial para proporcionar una potencia de cálculo “extremadamente” superior a la de las supercomputadoras actuales, gracias a la implementación del silicio como agente creador de qubits estables y duraderos.

El estudio referido hace alusión a las observaciones que hicieron los investigadores a más de 150 mil qubits de fotones-espín de silicio del centro T, con los que se podrán construir ordenadores cuánticos masivamente escalables y una internet cuántica que los conectará. De acuerdo con los reportes, la computación cuántica está en una etapa de expansión acelerada y podría proporcionar una potencia de cálculo mejor, los que sería útil en avances de estudios en los campos de la química, la ciencia de los materiales, la medicina y la ciberseguridad.

En la computación cuántica se agrupan equipos de físicos, matemáticos, ingenieros y profesionales de la computación, que trabajan para grandes empresas como Google, IBM y Microsoft, que luchan por crear la primera computadora cuántica alimentada por silicio del mundo. Recientemente, Google consiguió que una computadora cuántica hiciera en minutos, cálculos que a una supercomputadora convencional le tomaría miles de años. La mayoría de la comunidad científica está escéptica de ese logro, pero no lo descartan.

Su inquietud recae en que para que esto sea una realidad, se necesita producir tanto qubits estables y de larga vida que proporcionen potencia de procesamiento; así como, que la tecnología de comunicaciones existente permita que estos qubits se conecten entre sí a gran escala.

Los trabajos de estudio revelan que el silicio puede producir qubits más duraderos para la industria, pero están en fase experimental todavía. Ahora, la investigación publicada para “Nature” proporciona una prueba de principio de que los centros T, un defecto luminiscente específico del silicio, pueden proporcionar un "enlace fotónico" entre qubits.

Así, el desarrollo de la tecnología cuántica con silicio tiene la gran ventaja de poder ampliar la computación cuántica, dentro de una industria de semiconductores que ya es capaz de fabricar a escala chips informáticos de silicio a bajo costo y con un grado de precisión asombroso.

Esta tecnología constituye la columna vertebral de la informática moderna y de las redes, desde los teléfonos inteligentes hasta los superordenadores más potentes del mundo.

Por ello, mientras la tecnología encuentra nuevas formas de mejorar, nosotros esperaremos a ver cómo se aplica el silicio en máquinas capaces de analizar datos a mayor velocidad. Mientras tanto esperaremos.

Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones por la UAM.

alejandro.delvalle@octopy.com