Un grupo de investigadores alemanes han logrado desarrollar un prometedor material que podría ser la base de la memoria cuántica del futuro.
Científicos del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz, Alemania, fueron los primeros en descifrar los iones individuales de tierras raras en un cristal mediante tecnología de la microscopía y espectroscopía de alta resolución, según un artículo publicado en el portal del instituto alemán.
Con la ayuda de innovadoras tecnologías láser, los investigadores lograron determinar la posición de los átomos de praseodimio con triple carga positiva dentro del ortosilicato de itrio y la interacción que tienen con la luz.
Según los autores del estudio, los resultados de este trabajo son una gran contribución para el desarrollo de los ordenadores cuánticos del futuro, ya que los iones investigados son adecuados para el almacenamiento y procesamiento de información cuántica.
"En todo el mundo, numerosos investigadores trabajan en los componentes de los ordenadores cuánticos del futuro, que serán capaces de procesar información mucho más rápido que los actuales ordenadores. Los elementos claves de estos superordenadores son los sistemas cuánticos con propiedades ópticas similares a las de un átomo. Sin embargo, hasta ahora no se ha podido dar una solución ideal", dijo el doctor Vahid Sandoghdar, uno de los autores del estudio.
Después de más de seis años de investigaciones, los científicos fueron capaces de determinar los iones individuales de praseodimio y medir sus propiedades ópticas con una precisión nunca antes alcanzada.
Los iones con triples cargas positivas se incorporaron en pequeños microcristales y nanocristales de ortosilicato de itrio. "Sus energías varían ligeramente dependiendo de su posición en el cristal. En otras palabras, reaccionan a radiaciones cuyas frecuencias se diferencian ligeramente", explicó Sandoghdar.
Los físicos usaron esas propiedades para excitar los iones individuales en los cristales con un láser y ver cómo emitían energía después de un tiempo en forma de luz.
"Debido a que los iones de tierras raras no sufren serias alteraciones por las oscilaciones térmicas y acústicas de los cristales, el estado de la energía emanada resultó extremadamente estable. Tarda más de un minuto antes de que vuelva a su estado inicial, esto es un millón de veces más largo que la mayoría de sistemas cuánticos estudiados hasta ahora", agregó.
En la práctica, esto significa que es más sencillo trabajar con un sistema de este tipo, ya que estas señales son más fáciles de captar. En la actualidad los iones individuales emiten menos de 100 fotones por segundo, por lo que los investigadores en el futuro pretenden usar nanoantenas y microcavidades para amplificar la señal de praseodimio hasta en un millar de veces.
Al finalizar este proceso será posible juzgar si un sistema de este tipo puede o no denominarse una memoria cuántica.
