Una molècula magnètica actua com una porta lògica quàntica
Un estudi recent, que ha dut a terme un equip interdisciplinari dʼinvestigadors pertanyents al Departament de Química Inorgànica de la UB, lʼInstitut de Ciència de Materials dʼAragó (ICMA) i lʼInstitut de Nanociència dʼAragó (INA), suggereix que certes molècules magnètiques podrien servir com a components bàsics de futurs ordinadors quàntics. El treball, publicat a lʼúltim número de la revista Physical Review Letters, mostra que una molècula que conté dos àtoms magnètics pot actuar com una porta lògica quàntica CNOT (negació lògica controlada).
Un estudi recent, que ha dut a terme un equip interdisciplinari dʼinvestigadors pertanyents al Departament de Química Inorgànica de la UB, lʼInstitut de Ciència de Materials dʼAragó (ICMA) i lʼInstitut de Nanociència dʼAragó (INA), suggereix que certes molècules magnètiques podrien servir com a components bàsics de futurs ordinadors quàntics. El treball, publicat a lʼúltim número de la revista Physical Review Letters, mostra que una molècula que conté dos àtoms magnètics pot actuar com una porta lògica quàntica CNOT (negació lògica controlada).
Els ordinadors quàntics utilitzen les lleis de la física quàntica per fer operacions lògiques. S'espera que revolucionin el món de la informàtica a causa de la seva capacitat per resoldre tasques que són impossibles per als ordinadors actuals (els «clàssics»), com ara la simulació de nous materials, la recerca en grans bases de dades o la codificació segura de missatges confidencials, entre dʼaltres. De fet, els científics sʼenfronten, des de fa anys, al repte de trobar materials adequats per fabricar unitats de memòria (qubits) i portes lògiques amb les quals es puguin construir ordinadors quàntics.
Les molècules desenvolupades en aquest estudi les ha descobert el Grup de Magnetisme i Molècules Funcionals (GMMF), que lidera el professor del Departament de Química Inorgànica de la UB Guillem Aromí. Aquestes espècies contenen dos àtoms magnètics de terbi i una de les troballes més importants ha estat dissenyar una estructura molecular que diferenciés aquests àtoms entre si, ja que la naturalesa tendeix a formar molècules simètriques. A pesar que els dos àtoms de terbi són iguals, en aquesta molècula es troben encapsulats en dos corpuscles orgànics diferents. Els experiments duts a terme a l'ICMA han demostrat que cadascun dʼells presenta propietats magnètiques diferents i sʼha aconseguit que lʼspin dʼun dʼells (qubit diana) dugui a terme una operació lògica segons quin sigui lʼestat de lʼaltre (qubit de control), complint per tant amb els requisits dʼuna porta CNOT.
Aquest nou material presenta lʼavantatge que es fabrica mitjançant mètodes químics relativament simples. Per això, comparat amb altres alternatives, és molt més barat i eficient, ja que permet obtenir quantitats enormes de molècules idèntiques en una sola reacció química. Aquest treball representa, per tant, un pas cap a la creació dʼarquitectures de computació quàntica integrades en xips més grans que les existents, i capaces, per tant, de dur a terme tasques més complexes.
Referència de lʼarticle:
Luis, F.; Repollés, A.; Martínez‐Pérez, M. J.; Aguilà, D.; Roubeau, O.; Zueco, D.; Alonso, P. J.; Evangelisti, M.; Camón, A.; Sesé, J.; Barrios, L. A., i Aromí, G. «Molecular Prototypes for Spin-Based CNOT Quantum Gates». Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.117203.