JUEGAN PARTIDO DE
PING PONG CON ELECTRONES
Científicos de la
Universidad de Cambridge han demostrado un increíble grado de
control sobre el aspecto más fundamental de un circuito
electrónico, la manera en que los electrones se mueven de un
lugar a otro. Los investigadores del Laboratorio Cavendish de la
Universidad de Cambridge (Reino Unido) han logrado mover un electrón
a lo largo de un alambre, desplazándolo hacia atrás y hacia adelante
más de sesenta veces, como una bola en un juego de
ping-pong.
Los resultados del estudio, publicado en la revista 'Nature',
podrían tener aplicaciones en la computación cuántica, por ejemplo,
transfiriendo bits cuánticos entre el procesador y la memoria. Para
explicarlo, los investigadores han utilizado la siguiente metáfora:
si alguien está en una fiesta y quiere llegar al otro lado de una
habitación llena de gente para hablar con otra persona, debe sortear
a aquellos que caminan, bailan o simplemente están de pie en el
camino.
También tendrá que parar y saludar a los amigos en el camino, así
que cuando llegue junto a la persona con la que quería hablar puede
que ya haya olvidado lo que iba a decir. Sería agradable que esta
persona pudiese elevarse por encima de la multitud, y ser empujado
directamente a su destino.
De manera similar, los electrones que circulan llevando corriente
por un cable no van directamente de un extremo al otro, sino que
siguen un complicado camino en
zigzag. Esto es un problema si el electrón lleva información ya
que el estado cuántico pierde coherencia. En esta investigación, un
solo electrón puede ser atrapado en un punto cuántico, justo en la
superficie de una pieza de arseniuro de galio, mientras va de un
canal a otro, vacío, que está a 4 millonésimas de metro de
distancia.
Una exlosión muy corta de sonido (de sólo unas pocas millonésimas de
segundo de duración) se envía a lo largo de la superficie, hacia el
punto cuántico. La onda de acompañamiento de potencial eléctrico
recoge el electrón, el cual se encuentra navegando por el canal,
donde es capturado. Una explosión de
sonido enviada desde la dirección opuesta del electrón hace que
vuelva al punto de partida, donde se repite el proceso. El electrón
va y viene como una pelota de ping-pong.
"El movimiento de los electrones por la superficie de onda acústica
también se puede comparar con la peristalsis en el esófago, donde el
alimento es impulsado desde la boca hasta el estómago por una onda
de contracción muscular", explica el doctorando Rob McNeil, el
estudiante de doctorado que realizó la mayor parte de la
investigación, ayudado por el doctor Masaya Kataoka de la
Universidad de Cambridge.
"Esta tecnología facilita el desarrollo de ordenadores cuánticos",
afirma Chris Ford, jefe del equipo de investigación del Grupo de
Física de Semiconductores del Laboratorio Cavendish, y agrega que
"el ordenador cuántico puede resolver ciertos problemas complejos
mucho más rápido que los ordenadores
clásicos. Sin embargo, hasta ahora se han hecho pocos esfuerzos
para conectar diferentes componentes, tales como el procesador y la
memoria. Aunque los experimentos aún no muestran que los electrones
'recuerden' su estado cuántico, es probable que este sea el caso,
así que este método de transferencia sería el mejor candidato para
mover bits cuánticos de información (qubits) en un circuito
cuántico". Fuente
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