Las computadoras cuánticas pueden resolver problemas complejos que las computadoras tradicionales tardarían milenios en procesar, mostrando un gran potencial en campos como el desarrollo de fármacos y el aprendizaje automático. Sin embargo, los defectos en las superficies e interfaces de metales superconductoras han obstaculizado su desarrollo durante mucho tiempo; estos defectos introducen interferencias que destruyen los estados cuánticos delicados necesarios para la computación cuántica. El profesor adjunto de física de la Universidad de California en Riverside, Peng Wei, propone una nueva solución: ha solicitado una patente en EE.UU. para un nuevo proceso que mejora el rendimiento de las computadoras cuánticas mediante la aplicación de una capa ultrafina de oro en la superficie de superconductor de niobio.
El equipo de Peng Wei aplica una capa de oro de solo alrededor de diez átomos de espesor para eliminar los defectos superficiales en el niobio que destruyen el comportamiento cuántico, mientras preserva las propiedades superconductoras. Peng Wei dice: "Al usar oro en estas interfaces clave, podemos mantener caminos de señal más limpios y reducir las pérdidas en circuitos superconductoras." A diferencia de la investigación tradicional en semiconductores que se centra en las propiedades internas de los materiales, este equipo se enfoca en la capa atómica más externa, ya que en los sistemas cuánticos, las pequeñas inconsistencias se amplifican. Las computadoras cuánticas usan qubits para codificar información, que pueden existir simultáneamente en múltiples estados, pero en superconductoras, los defectos superficiales destruyen el rendimiento de los qubits, causando decoherencia cuántica, que es uno de los principales obstáculos para la escalabilidad y operación confiable de las computadoras cuánticas.
El recubrimiento de oro de Peng Wei actúa como un escudo cuántico, resolviendo este problema. El oro no se oxida ni reacciona químicamente, y la capa atómica uniforme forma una superficie lisa y estable que resiste la contaminación por ruido. La capa de oro es delgada y no afecta la superconductividad del niobio, permitiendo que los pares de Cooper fluyan con bajas pérdidas. El profesor Peng Wei afirma: "Este equilibrio es crucial, y hemos encontrado el punto óptimo." Este proceso es compatible con las tecnologías de fabricación existentes, atrayendo a numerosas compañías que compiten por desarrollar procesadores cuánticos comerciales. Esta innovación ha atraído la atención de la industria y las instituciones de investigación; el equipo de Peng Wei está mejorando los procesos de estructuras heterogéneas, probando la compatibilidad con otros materiales superconductoras y desarrollando mejores sensores cuánticos.
