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FP6

MICROTRAP — Resultado resumido

Project ID: 517675-2
Financiado con arreglo a: FP6-IST

Iones atrapados en un chip

Hace ya un siglo que la ciencia ambiciona introducirse en el mundo atómico y desarrollar tecnologías a escala ínfima. Un proyecto europeo ha demostrado que la deceleración y la captura de átomos que poseen gran velocidad pueden servir de base para el desarrollo de la computación cuántica.
Iones atrapados en un chip
El proyecto Microtrap ha dado un paso importante en este sentido mediante el desarrollo de técnicas de última generación dedicadas a atrapar en un chip iones, átomos o moléculas que pierden o ganan electrones. Si se cuenta con una línea de iones prácticamente detenidos a lo largo del eje de una trampa se puede lograr que un haz láser interactúe con un ion específico primero y luego con otro y controlar las interacciones de gran complejidad que se produzcan entre ellos.

Este sistema da pie a anticipar que en un futuro los iones atrapados lleguen a ser los portadores de información en la computación cuántica. Los ordenadores convencionales almacenan y procesan información en bits con un valor de cero o uno. En cambio, un ordenador cuántico aprovecharía la característica de las partículas subatómicas consistentes en presentar más de un estado al mismo tiempo.

Los científicos tratan de explicar el fenómeno utilizando el ejemplo del gato de Shrödinger, un experimento mental en el que un gato dentro de una caja está muerto y vivo a la vez hasta que alguien abre la caja para determinar su condición. En la computación cuántica cada qubit puede ser simultáneamente un cero y un uno. Con dos qubits se crea un sistema cuyos valores son todos los comprendidos entre cero y tres de forma simultánea.

Los componentes básicos esenciales de la computación cuántica se han logrado durante la última década utilizando series lineales de unos pocos iones. Para aprovechar todas las posibilidades que ofrece la computación cuántica de ion atrapado el proyecto Miocrotap se dedicó a aumentar la escala del sistema y utilizar varios iones que interactuaran entre sí en diferentes combinaciones.

Una de las formas de alcanzar este objetivo fue la miniaturización de arquitecturas de iones atrapados. En esta técnica la dificultad estriba en dividir las trampas en segmentos para que los iones puedan organizarse a voluntad. Pada dar con una solución los científicos de Microtrap fueron un paso más allá y fabricaron microtrampas mediante técnicas de fabricación ya utilizadas en la industria de los chips.

Para ello se evaluaron varias tecnologías alternativas como trampas tridimensionales con capas de obleas cerámicas, trampas bidimensionales superficiales y planares y trampas tridimensionales de sílice sobre silicio. Sobre esta base los investigadores lograron construir microtrampas capaces de procesar información cuántica.

Estas microtrampas montadas sobre portadores de chip normales permitieron confinar los iones en condiciones de vacío y manipular sus estados mediante un láser. Esto tiene la ventaja de generar menos ruido (interferencias) debido a que los electrodos mantienen las partículas mucho más separadas de lo normal.

Un ordenador cuántico detiene su actividad ante cualquier tipo de interferencia procedente del exterior, incluso térmica. El proyecto Microtrap amplía los límites de la capacidad de la ciencia actual y ofrece más datos sobre las piezas más diminutas de nuestro universo.

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