La computación cuántica podría estar a punto de dar un salto enorme gracias a un descubrimiento prometedor: los cristales de tiempo basados en magnones podrían usarse como memoria cuántica que dura minutos, una mejora colosal frente a los milisegundos actuales.
Este avance no solo promete almacenamiento de datos cuánticos más duradero, sino que también abre la puerta a operaciones cuánticas más complejas y robustas antes de que la información se deteriore.
¿Qué son los cristales de tiempo?
A diferencia de los cristales tradicionales, que tienen una disposición regular de átomos o moléculas en el espacio; los cristales de tiempo vuelven a un estado específico de manera periódica en el tiempo, sin que exista una fuerza externa que los impulse constantemente.
Para intentar explicarlo fácilmente. No es como un péndulo que oscila gracias a la gravedad; un cristal de tiempo mantiene su ritmo de manera intrínseca y espontánea.
El experimento con magnones y ondas mecánicas
Los investigadores finlandeses liderados por Jere Mäkinen usaron magnones, que son cuasipartículas derivadas del spin colectivo de los átomos, para crear cristales de tiempo en helio-3 superfluido a temperaturas criogénicas.
Lo sorprendente es que estos cristales de tiempo pudieron interactuar con ondas mecánicas sin perder su estructura ni funcionalidad, sobreviviendo varios minutos. Esto es clave, porque los sistemas cuánticos suelen ser extremadamente frágiles ante perturbaciones externas.
“Lo más interesante es que puedes acoplar cristales de tiempo a otro sistema y aprovechar su robustez inherente”, declaró Mäkinen.
¿Por qué es esto importante para la memoria cuántica?
En la computación cuántica, cada qubit puede existir en superposición de estados 0 y 1, lo que permite mayor poder de procesamiento.
Pero,el almacenar estos estados es un gran desafío:
- La memoria cuántica actual, basada en orientaciones de spin, dura solamente milisegundos.
- Y pequeñas perturbaciones térmicas, pueden colapsar la superposición y perder la información cuántica.
Los cristales de tiempo magnónicos soportan interacciones mecánicas y mantienen los estados durante minutos, permitiendo operaciones cuánticas más largas y complejas, y acercando la posibilidad de una computación cuántica más estable y útil.
Analogías y conexiones con la optomecánica
El equipo encontró similitudes con la optomecánica, donde luz y resonadores mecánicos interactúan; como cuando un fotón rebota en un espejo unido a un resorte, transfiriendo energía de manera mínima pero significativa.
Estas analogías ayudan a aplicar teorías existentes y acelerar la comprensión de cómo los cristales de tiempo que pueden integrarse en sistemas cuánticos prácticos.
¿Qué podría implicar esto de cara al futuro?
Con esta tecnología, podríamos ver llegar:
- Memorias cuánticas mucho más duraderas, con qubits estables durante minutos.
- Mayor capacidad de procesamiento cuántico, ejecutando operaciones complejas antes de perder los datos.
- Nuevos diseños de computadoras cuánticas, usando resonadores mecánicos nanofabricados para interactuar con cristales de tiempo.
Mäkinen y su equipo, planean explorar setups más pequeños y precisos, acercándose al límite cuántico para ver hasta dónde se puede empujar la tecnología que han logrado descubrir. Veremos hasta donde nos puede llevar el futuro..