Un equipo de investigadores liderado por el profesor asociado Nobuhiro Yanai de la Universidad de Kyushu ha realizado un descubrimiento revolucionario en el campo de la computación cuántica. En un estudio reciente publicado en Science Advances, el equipo informó haber logrado exitosamente la coherencia cuántica a temperatura ambiente, un avance significativo para el desarrollo de tecnologías de computación y sensores cuánticos.
Para lograr este hito, los investigadores incorporaron un cromóforo, una molécula de tinte que absorbe y emite luz, dentro de un marco metal-orgánico (MOF). El MOF es una estructura cristalina nanoporosa compuesta por iones metálicos y ligandos orgánicos.
La coherencia cuántica es la capacidad de un sistema cuántico para mantener un estado bien definido en el tiempo sin ser perturbado por factores externos. En la computación cuántica tradicional, la coherencia generalmente requiere temperaturas extremadamente bajas, típicamente logradas mediante el uso de nitrógeno líquido. Sin embargo, los investigadores lograron la coherencia cuántica a temperatura ambiente utilizando las propiedades únicas del MOF y controlando cuidadosamente el movimiento del cromóforo.
Al introducir un cromóforo basado en pentaceno, los investigadores permitieron que los electrones pasaran de un estado de triplete a un estado de quinteto manteniendo la coherencia cuántica a temperatura ambiente. Con esta configuración, el equipo observó la coherencia cuántica durante más de 100 nanosegundos.
Si bien la coherencia se observó solo por un corto período de tiempo, los hallazgos prometen mucho para el futuro de la computación cuántica. Este avance abre las puertas para el diseño de materiales que puedan generar múltiples qubits a temperatura ambiente, un requisito crucial para una computación cuántica práctica.
El profesor asociado Nobuhiro Yanai cree que investigaciones adicionales pueden optimizar la estructura del MOF y encontrar moléculas invitadas que induzcan una supresión mejorada del movimiento, mejorando así la eficiencia de generación de qubits en estados multiexcitón. Estos avances podrían llevar a la computación cuántica molecular a temperatura ambiente y a la detección cuántica de varios compuestos objetivo.
En conclusión, esta investigación representa un paso significativo en la búsqueda de tecnologías prácticas de computación cuántica. El logro de la coherencia cuántica a temperatura ambiente tiene el potencial de revolucionar las capacidades de computación y detección, allanando el camino para futuros avances en el campo.
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