España logra un hito mundial en simulación cuántica: así es QUIONE, el primer procesador cuántico analógico

Uno de los grandes centros de investigación en España es el ICFO, el Instituto de Ciencias Fotónicas, ubicado en la población catalana de Castelldefels. Ahora este centro ha anunciado un gran hito global en el campo de la simulación y los procesadores cuánticos.

Un microscopio pionero en el mundo. En un proyecto dirigido por la investigadora Leticia Tarruell, el equipo del ICFO ha construido QUIONE, nombre que recibe el que es el primer microscopio de gases cuánticos del mundo capaz de captar imágenes de átomos individuales de estroncio. Esto es, un microscopio capaz de detectar cada uno de los átomos.

Este experimento es único en su especie porque además de ver individualmente los átomos del gas de estroncio, permite colocarlos en una red óptica donde los átomos pueden interactuar por colisiones y luego pueden aplicarse técnicas de imagen. Un conjunto de características únicas que permiten que este microscopio sea utilizado para construir el primer procesador cuántico atómico.

El estroncio, por encima del litio y el potasio. La elección del estroncio es lo que marca el hito conseguido por el Instituto de Ciencias Fotónicas. En comparación con el litio y el potasio, que eran los materiales utilizados hasta la fecha en estos microscopios, el estroncio es más complejo y ofrece, como átomo alcalinotérreo, "más ingredientes con los que jugar", según explican los investigadores del ICFO.

Construyendo el primer ordenador cuántico analógico. Mediante láseres, el ICFO fue reduciendo la temperatura del gas de estroncio hasta que los átomos de este formaron un superfluido y permitieron observar cada uno de los 300 átomos con los que se trabaja.

“Ahora que hemos agregado el estroncio a la lista de microscopios de gases cuánticos disponibles, pronto podremos simular materiales más complejos y exóticos. Entonces se espera que surjan nuevas fases de la materia. Y también esperamos obtener mucha más potencia computacional para utilizar esta maquinaria como ordenadores cuánticos analógicos”, explica Leticia Tarruell.

Los ordenadores cuánticos analógicos se basan en estos procesadores cuánticos que están basados en átomos ultrafríos controlados individualmente, como los observados con el microscopio del ICFO.

España no quiere perder el tren cuántico. Bajo el plan Quantum Spain, España invertirá 200 millones de euros en empresas emergentes y proyectos de investigación de computación cuántica.

La investigación del ICFO ha sido publicada en la revista PRX Quantum y permitirá "estudiar las propiedades físicas de ciertos materiales a un nivel sin precedentes y para diseñar materiales mejores a nivel atómico", según describe Lluís Torner, director del ICFO. El proyecto QUIONE tendrá una segunda fase en la que se construirá un procesador híbrido analógico-digital y es uno de los ocho proyectos de investigación en tecnologías cuánticas impulsado por el Gobierno de Cataluña.

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