Un equip de la UB dissenya una molècula que pot implementar un codi quàntic

Aquest treball ha estat publicat per la revista científica Chemical Science que l’ha destacat a l’interior de la portada

Imatge de l’interior de la portada de la revista on es destaca aquesta recerca
Imatge de l’interior de la portada de la revista on es destaca aquesta recerca | UB

Un dels reptes d’implementar la computació quàntica és la protecció dels estats quàntics que codifiquen la informació dels errors provocats per la seva interacció amb l’entorn. Una solució consisteix a introduir codis de protecció d’errors. Un equip de l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona (IN2UB) ha dissenyat una molècula que és capaç d’encapsular un algoritme d’aquest tipus. La molècula està formada per dos àtoms d’erbi i un de ceri. L’estudi de l’estructura magnètica, fet en col·laboració amb investigadors de l’Institut de Nanociència i Materials d’Aragó (INMA-CSIC), demostra que cadascun dels tres àtoms codifica un bit quàntic (qbit) diferent i que tots tres estan dèbilment acoblats. L’anàlisi també ha permès caracteritzar la seva resposta a polsos de microones, així com la seva sensibilitat al soroll de l’entorn. Amb aquesta informació, un tercer equip de col·laboradors de la Universitat de Parma ha simulat amb èxit l’aplicació d’un codi de correcció d’errors, en què l’àtom de ceri codifica en el seu spin la informació quàntica, mentre que els àtoms d’erbi detecten possibles errors i els corregeixen.

El dispositiu molecular esmentat s’ha sintetitzat gràcies a un mètode inèdit de preparació de complexos de coordinació heterometàl·lics de lantànids descobert pel grup de l’IN2UB. «La realització d’algoritmes quàntics al si de molècules individuals representa un gran avantatge en l’enfocament de la computació quàntica basat en les molècules, respecte a altres esquemes basats en superconductors, ja que permet reduir el nombre de comunicacions entre diferents elements del circuit quàntic i, per tant, també disminuir-ne la complexitat», explica Guillem Aromí, director de l’IN2UB i líder de la recerca. L’altra molècula que s’havia proposat anteriorment per fer aquesta funció utilitza l’spin nuclear d’un ió d’iterbi i el seu spin electrònic, la qual cosa obliga a emprar dues tecnologies per implementar el codi: ressonància magnètica nuclear (RMN) i ressonància paramagnètica electrònica (RPE). En el cas del compost preparat a la UB, només calen polsos d’RPE per fer el codi. Els propers passos que cal seguir en la construcció d’un processador quàntic molecular és la seva integració a un dispositiu quàntic (per exemple, un ressonador superconductor) que connecti els molècules entre si i amb l’exterior. Els equips involucrats en aquesta publicació lideren el consorci europeu FET-OPEN amb aquest objectiu.


Comentaris

envia el comentari