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Sorpresa! un colorante azul común, vital para la computación cuántica

Sorpresa! un colorante azul común, vital para la computación cuántica

 Esta sustancia es un colorante muy común en el hogar que está presente, por ejemplo, en los billetes de cinco libras.


 

Un pigmento azul muy común utilizado, por ejemplo, en los billetes de 5 libras, podría desempeñar un papel importantísimo en el desarrollo de una computadora cuántica. La ftalocianina de cobre, que así se llama este compuesto, se encuentra en muchos productos para el hogar, y permite que sus electrones permanezcan en dos estados diferentes a la vez durante mucho tiempo, una capacidad fundamental para la computación cuántica. El problema, por ahora, es que los científicos todavía no saben cómo construir estos ordenadores cuánticos que tendrán una capacidad de computación infinitamente mayor que los actuales.

El pigmento , la ftalocianina de cobre (CuPc), que tiene una estructura similar a la de una molécula de clorofila que cosecha la luz, es un semiconductor orgánico de bajo coste que se encuentra en muchos productos para el hogar. Una de sus ventajas para la computación cuántica es que se puede procesar con la forma de una película fina que se podría utilizar fácilmente para la fabricación de dispositivos, una ventaja significativa sobre otros materiales similares que se habían estudiado anteriormente.

Ahora, investigadores del Centro de Nanotecnología de la UCL de Londres y de la Universidad de British Columbia han demostrado que los electrones en la CuPc pueden permanecer en ‘superposición’ -un efecto intrínsecamente cuántico por el que un electrón se encuentra en dos estados al mismo tiempo – durante períodos de tiempo sorprendentemente largos, lo que demuestra que esta simple molécula de colorante tiene potencial como soporte para futuras tecnologías cuánticas, como acaban de explicar los científicos en un artículo en la revista Nature.

El desarrollo de la computación cuántica requiere un control preciso de los pequeños “cubits” (bit cuánticos) individuales, los análogos cuánticos de los bits binarios clásicos, ‘0’ y ‘1’, en los que se basa toda nuestra computación y tecnologías de la comunicación en la actualidad. Lo que distingue a los cubits de los bits clásicos es su capacidad de existir en estados de superposición.

 


La ftaciolanina de cobre se puede tratar como una película delgada y colocarla sobre un sustrato de plástico flexible, lo que la hace muy adecuada para el desarrollo de tecnologías cuánticas. Sus moléculas forman una matriz regular, como se puede observar en esta imagen explicativa obtenida por microscopía electrónica de transmisión. Crédito: Phil Bushell , Sandrine Heutz y Gabriel Aeppli.


El tiempo de decaimiento de estas superposiciones nos dice lo útil que un cubit puede ser como candidato para las tecnologías cuánticas. Si este tiempo es largo, es posible almacenar, manipular y transmitir datos cuánticos.

El autor principal del estudio, Marc Warner, del Centro de Nanotecnología de Londres, explica que “en teoría, un ordenador cuántico puede resolver fácilmente problemas que un equipo normal, clásico, no sería capaz de responder en el curso de toda la vida del universo. Simplemente, no sabemos cómo construir uno todavía. Nuestra investigación demuestra que un colorante azul común tiene más potencial para la computación cuántica que muchas de las moléculas más exóticas que se han considerado anteriormente”.

La ftaciolanina de cobre (CuPc) posee muchos otros atributos que podrían explotar el giro de los electrones, en lugar de su carga, para almacenar y procesar la información, característica que es altamente deseable en una tecnología cuántica más convencional. Por ejemplo, el pigmento tiene mucha capacidad para absorber la luz visible y es fácil de modificar química y físicamente, por lo que sus propiedades magnéticas y eléctricas pueden ser controladas. El Dr. Warner agrega que “las propiedades de la ftalocianina de cobre hace que sea de interés en el emergente campo de la ingeniería cuántica, que trata de explotar las propiedades cuánticas de la materia para llevar a cabo tareas tales como el procesamiento y detección de información hasta extremos mucho más eficaces de lo que ha sido posible hasta ahora”.

 

 

 

 

 
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