El equipo de investigación del Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido (NPL), en colaboración con la Universidad de Tecnología de Chalmers y el Royal Holloway College de la Universidad de Londres, publicó resultados innovadores en Advances in Science, logrando por primera vez la observación por imagen de un solo defecto de sistema de dos niveles (TLS) en circuitos cuánticos superconductoros. Esta investigación proporciona nuevos medios técnicos para mejorar la estabilidad de las computadoras cuánticas.

Uno de los desafíos centrales que enfrentan las computadoras cuánticas es el problema de la decoherencia de los estados cuánticos, y los defectos TLS en los circuitos cuánticos superconductoros son el factor principal que causa la decoherencia. El nuevo instrumento desarrollado por el equipo combina técnicas avanzadas de microscopía y funciones de monitoreo en tiempo real de circuitos cuánticos, capturando con éxito el impacto de un solo defecto TLS en el circuito cuántico en un entorno cercano al cero absoluto. El Dr. Riju Banerjee, científico senior del NPL, describió: "Los datos de observación muestran patrones circulares similares a ondas en un estanque, ilustrando intuitivamente la interacción entre el defecto y el circuito."

Esta investigación logra por primera vez identificar estos defectos microscópicos a nivel químico, sentando las bases para su eliminación posterior. El Dr. Sebastian de Graaf, científico jefe del NPL, indicó: "Esta herramienta nos ayudará a comprender en profundidad las características de estos defectos que afectan los circuitos cuánticos." Los investigadores creen que, al localizar y eliminar los defectos TLS, se puede mejorar significativamente la estabilidad y confiabilidad de las computadoras cuánticas.

Este avance tecnológico tiene un significado importante para promover la comercialización de la computación cuántica. En el futuro, las computadoras cuánticas más estables jugarán un rol clave en campos como la criptografía, el desarrollo de fármacos y la optimización energética. El equipo de investigación planea optimizar aún más esta tecnología para lograr una caracterización y control más precisos de los defectos.