El helio superfluido podría ofrecer una nueva forma de superar el problema del aumento de errores en los bits cuánticos que surge siempre que se intentar fabricar una computadora cuántica lo bastante grande como para resultar práctica fuera de los laboratorios de diseño de ordenadores cuánticos. Así lo creen unos científicos que han diseñado un nuevo tipo de bit cuántico que podría ser mucho menos vulnerable a esos errores.
Los ordenadores cuánticos utilizan bits cuánticos para procesar información de maneras que no son posibles con los ordenadores convencionales. Uno de los enfoques de diseño más atractivos actualmente se basa en circuitos superconductores, pero estos son extremadamente sensibles al ruido electromagnético y a las cargas eléctricas parásitas, algo similar a la electricidad estática que hace que el cabello se adhiera a un globo. Incluso las perturbaciones más leves pueden provocar errores y alterar la información cuántica almacenada, lo que dificulta fabricar computadoras cuánticas de gran capacidad evitando que se disparen las tasas de error.
Priya Sharma y Eran Ginossar, de la Universidad de Surrey (Reino Unido), junto con Jens Koch, de la Universidad del Noroeste en Evanston, Illinois (Estados Unidos), proponen un tipo de hardware de computación cuántica radicalmente distinto a los existentes. El nuevo hardware está basado en el helio-3 superfluido, una forma inusual de helio líquido capaz de fluir sin fricción. El nuevo dispositivo, descrito como un «oscilador cuántico de helio superfluido», se basa en un tipo de bit cuántico que utiliza helio superfluido eléctricamente neutro, lo que podría hacerlo inmune de modo natural a ciertas formas de ruido electromagnético; los cálculos del equipo predicen tasas de error unas 100 veces inferiores a las de los bits cuánticos superconductores convencionales.
Este trabajo constituye el primer diseño documentado de un bit cuántico basado en un superfluido.
«No somos los primeros en considerar los componentes individuales que sustentan esta idea, pero lo que sí hemos hecho por primera vez es integrarlos en un dispositivo microfluídico y determinar los detalles específicos que permitirían al dispositivo funcionar como bit cuántico», señala Sharma.
Sharma, Ginossar y Koch exponen los detalles técnicos de su oscilador cuántico de helio superfluido en la revista académica npj Quantum Information, bajo el título “Towards a micromechanical qubit based on quantized oscillations in superfluid helium”.
