“Para que la computación cuántica se convierta en realidad, necesitamos operar los bits con una tasa de error muy baja”, explicó Andrew Dzurak, director del Centro Nacional Australiano de Fabricación de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) .

“Nuestros experimentos están entre los primeros en realizarse en estado sólido y los primeros efectuados en silicio que cumplen estos requisitos”, añadió en un comunicado Dzurak, que encabezó uno de los dos equipos de investigación de la UNSW.

Ambos equipos hallaron “dos caminos paralelos para construir ordenadores cuánticos en silicio y cada uno de ellos muestra una gran precisión”, dijo el líder del segundo grupo, Andrea Morello, de la facultad de Ingeniería Eléctrica y Telecomunicaciones de la UNSW.

Por un lado, el equipo de Dzurak descubrió una manera de crear un “átomo artificial” qubit con un aparato muy similar a los transistores de silicio, que se usa en aparatos electrónicos, y que son conocidos como MOSFET (siglas en inglés de Metal-oxide-semiconductor Field-effect transistor).

“Realmente nos ha emocionado el poder fabricar este tipo de qubit de gran precisión, utilizando casi los mismos aparatos que tenemos en nuestros ordenadores portátiles o celulares”, subrayó Menno Veldhorst, responsable del estudio sobre este átomo qubit artificial.

Por otro lado, el equipo de Morello se centró en el aspecto “natural” de un átomo de fósforo, en busca de un mejor rendimiento.

“El átomo de fósforo en realidad contiene dos qubits: el electrón y el núcleo. Con el núcleo en particular, hemos logrado una precisión muy cercana al 99,99 por ciento. Eso se traduce en un error por cada 10.000 operaciones cuánticas”, explicó, Juha Muhonen, autor de este trabajo.

El equipo de Morello también logró el récord mundial en el “tiempo de coherencia”, tiempo en el que se mantiene la información cuántica antes de perderse, que ha registrado un solo qubit en estado sólido.

Estos investigadores lograron almacenar información cuántica en el núcleo de fósforo durante medio minuto, lo que supone un paso más hacia la posibilidad de efectuar secuencias largas de operaciones y cálculos complejos.

Las operaciones de alta precisión para ambos qubits, tanto el “natural” como el “artificial”, se logró mediante la colocación de cada uno de ellos dentro de una capa delgada de silicio purificado, que contiene sólo silicio-28 porque no es magnético y no interfiere con el quabit.

El siguiente reto será la construcción de un par de qubits de gran precisión, como paso previo a los ordenadores cuánticos que trabajen como miles o millones de qubits.

Los científicos de la UNSW fueron los primeros en el mundo que lograron demostrar el espín en un solo átomo de qubit en silicio, en un estudio que fue publicado en la revista científica Nature en 2012 y 2013.