Islas semiconductoras lo bastante pequeñas para contener un sólo electrón
"Creemos que este desarrollo nos acerca a nuestra meta de construir una computadora cuántica", explica Jeremy Levy, profesor de física y astronomía en la Universidad de Pittsburgh y director del COSMQC, un centro, con base en Pittsburgh, especializado en semiconductores para computación cuántica.
Las computadoras cuánticas no existen todavía pero se sabe que podrán descifrar todos los esquemas de encriptación conocidos, usados hoy en Internet. También serán capaces de resolver eficazmente la ecuación más importante de la física cuántica: la ecuación de Schrodinger, que describe la dependencia temporal de los sistemas en la mecánica cuántica. Por tanto, si las computadoras cuánticas pueden construirse, probablemente tendrán un impacto tan grande en la tecnología como el transistor.
Los electrones tienen una propiedad conocida como "espín", que puede tomar una de dos direcciones: en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a éstas. Debido a su naturaleza, regida por la mecánica cuántica, los electrones pueden girar en ambas direcciones simultáneamente. Esa rara propiedad permite usar el espín como un "bit cuántico" en un ordenador de este tipo. La habilidad de confinar electrones individuales en oposición a los "charcos" de electrones usados en la tecnología de los ordenadores convencionales, es esencial para el funcionamiento de una computadora cuántica.
El próximo paso es realizar las mediciones electrónicas y ópticas en estos materiales para demostrar que efectivamente hay un electrón en cada punto cuántico y sondear el acoplamiento entre los espines de los electrones vecinos. Los investigadores pueden hacer eso ahora porque tienen control sobre el espacio y el tamaño.
 | | Semiconductores convencionales |
Los resultados logrados por Levy y sus colegas son un ejemplo de investigación "esencialmente nanométrica", que involucra manipular las propiedades en la escala de 1 a 20 nanómetros.
La Universidad de Pittsburgh ha invertido grandes esfuerzos en la investigación de la escala nanométrica, comenzando con el establecimiento de su Instituto para la NanoCiencia y la Ingeniería (INSE), y continuando con su Centro para la Fabricación y Caracterización a Escala Nanométrica, el cual alberga tecnología fundamental como dispositivos de litografía de haz electrónico, microscopios electrónicos de transmisión y un entorno avanzado de sala blanca o cuarto limpio (lugar con un grado de limpieza comparable al de un quirófano, para evitar riesgos de impurezas en delicados montajes electrónicos).
Otros investigadores participantes en el estudio han sido John T. Yates Jr. (Profesor de Química y Física); el estudiante ya graduado en Química Olivier Guise; Joachim Ahner, de la compañía Seagate Technology; y Venugopalan Vaithyanathan y Darrell G. Schlom, de la Universidad Estatal de Pensilvania.
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