Los físicos de la Universidad Rice han logrado un avance en el campo de los materiales cuánticos, abriendo la puerta a una nueva generación de memoria informática.
Este descubrimiento podría permitir almacenar bits cuánticos, o qubits, en estados topológicamente protegidos, reduciendo así los errores relacionados con la decoherencia, un desafío principal de la computación cuántica.
Cristales de hierro, germanio y teluro cambian de fase bajo el efecto del calor.
Crédito: Han Wu/Grupo de investigación Yi/Universidad Rice.
La investigación, publicada en
Nature Communications, muestra cómo, mediante un simple calentamiento y enfriamiento, es posible pasar de una fase a otra en cristales de hierro, germanio y teluro. Este proceso modifica la simetría cristalina que dicta la topología electrónica, y por consiguiente, la manera en que los electrones están confinados y se mueven a través del material.
La fase de estos cristales puede alternarse entre una distribución aleatoria y ordenada de sitios atómicos vacíos, gracias a la velocidad de enfriamiento después del calentamiento. Este método de cambio de fase mediante el ajuste de la temperatura representa un avance significativo frente a las tecnologías actuales de memoria de cambio de fase, que generalmente requieren la fusión y recristalización del material.
Este avance ha sido posible gracias a la colaboración entre los físicos experimentales y teóricos de la Universidad Rice y más de una docena de instituciones. El descubrimiento inicial, centrado en las propiedades magnéticas del material, reveló una variación inesperada en los resultados experimentales, llevando a una exploración en profundidad que culminó en este descubrimiento significativo.
La implicación de instituciones de renombre, como la Universidad de Washington, el Laboratorio Nacional de Los Alamos y la Universidad de Pensilvania, subraya la importancia y el alcance de esta investigación. El estudio sugiere un camino prometedor para inducir cambios topológicos en otros materiales, abriendo nuevas perspectivas para el diseño de materiales cuánticos avanzados.
Esta investigación marca un paso adelante hacia el desarrollo de memorias cuánticas no volátiles, capaces de conservar información incluso cuando la computadora está apagada, lo que podría revolucionar la computación cuántica al hacer los qubits más estables y menos propensos a errores.
Fuente: Nature Communications