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Superconducting Qubits: Quantum computing with Josephson Junctions

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Intento de medición precisa de la carga de un electrón

La industria electrónica se pregunta qué sucederá cuando los transistores sean tan pequeños que los efectos cuánticos resulten importantes. Mientras tanto, los socios del proyecto SQUBIT-2 han creado un novedoso transistor que explota activamente las propiedades cuánticas de los electrones.

Economía digital

El transistor de túnel de un electrón (SET) ha sido concebido por los investigadores con el fin de averiguar si la naturaleza cuántica de los electrones determinará cómo se construyen los dispositivos. Los transistores de túnel de un electrón consisten en una pequeña isla metálica conectada a dos electrodos independientes mediante uniones de túnel por las que entran y salen los electrones. Aplicando tensión a un electrodo de compuerta con un acoplamiento capacitivo a la isla, se puede controlar la energía necesaria para cargar los electrones en la isla. La sensibilidad de los transistores SET a la carga los hace ideales para crear electrómetros de alta precisión que podrían medir las delicadas superposiciones de estados de carga en islas superconductoras. Por otra parte, las islas superconductoras podrían proporcionar un medio de implementar los bits cuánticos necesarios para crear un ordenador cuántico. Por lo tanto, el objetivo de los esfuerzos investigadores de los socios del proyecto SQUBIT-2 se centró en eliminar el indeseable ruido de medición. Más concretamente, en los laboratorios de la Universidad de Jyväskylä, en Finlandia, se exploró un enfoque radical mediante el cual eliminar el ruido procedente del sustrato. Se fabricaron transistores de aluminio de un electrón en los que la isla no hacía contacto con el sustrato de nitrato de silicio (SiN2). Meticulosas investigaciones han demostrado que el ruido provocado por fluctuadores de carga atrapados en el sustrato se minimizaba. De este modo se ha abierto el camino a la aplicación de estos dispositivos en sistemas de estado sólido aptos para la computación cuántica.

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