EeroQ atrapa electrones individuales en helio líquido para qubits
Una startup llamada EeroQ ha publicado una investigación que demuestra cómo atrapar electrones individuales flotando en helio líquido, proponiéndolo como base para qubits de computación cuántica escalables. La técnica aprovecha física antigua para crear espines de electrones aislados con una coherencia potencialmente excelente. Los expertos sugieren que esto podría permitir una escalabilidad rápida utilizando procesos de fabricación estándar.
La computación cuántica continúa evolucionando con nuevos enfoques, incluso mientras las tecnologías establecidas avanzan. EeroQ, una empresa que desarrolla sistemas de qubits novedosos, publicó recientemente un artículo en Physical Review X que detalla la física detrás de la captura de electrones solitarios en helio líquido. Este método, demostrado por primera vez hace medio siglo, posiciona electrones sobre una superficie de helio dieléctrico, donde una carga imagen los une sin interacción química.
Johannes Pollanen, director científico jefe de EeroQ, explicó el proceso: "Si traes una partícula cargada como un electrón cerca de la superficie, porque el helio es dieléctrico, creará una pequeña carga imagen debajo en el líquido." El helio líquido, un superfluido que fluye sin viscosidad, permanece estable hasta 4 Kelvin, mucho más cálido que el enfriamiento extremo necesario para muchos otros qubits. Los experimentos utilizaron chips de silicio con canales para guiar electrones desde una cuenca cargada con un filamento de tungsteno hacia trampas electromagnéticas formadas por placas superconductoras.
Al ajustar las paredes de la trampa, los investigadores redujeron los electrones atrapados a cero, uno o dos, distinguiendo estados mediante el cambio de frecuencia de un resonador entre electrodos laterales. Un solo electrón puede entonces mantenerse indefinidamente. El artículo posiciona esto como un "candidato prometedor para explorar arquitecturas de qubits móviles", enfocándose en el espín del electrón para el almacenamiento de qubits.
Pollanen destacó las ventajas: "La coherencia de espín del electrón va a ser fantástica", superior a los sistemas basados en silicio debido al aislamiento en vacío sobre el helio. Utilizando tecnología CMOS estándar, los chips podrían albergar "decenas de miles, cientos de miles, millones de qubits" con cableado compacto para control digital. Los qubits codificarían información en pares de electrones de espín opuesto, mitigando la decoherencia durante el movimiento. Trabajos previos mostraron electrones movibles a más de un kilómetro, permitiendo entrelazamiento al transportarlos para interacciones.
Aunque no probado a escala, la física ofrece un camino intrigante para procesadores cuánticos.