Encontrar esos esquivos “superconductores a temperatura ambiente”, considerados el auténtico Santo Grial de la superconductividad es un desafío de grandes proporciones. Alcanzar este hito nos aproxima a eliminar la costosa y compleja necesidad de enfriar los dispositivos a temperaturas extremas, al mismo tiempo que, nos abre las puertas hacia una computación cuántica más rápida, libre de errores y sin las trabas energéticas que hoy frenan su enorme potencial.
Una reciente investigación liderada por el profesor de Física Babak Seradjeh de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Indiana en Bloomington y los físicos teóricos Rekha Kumari y Arijit Kundu del Instituto Indio de Tecnología de Kanpur, reveló un nuevo comportamiento en la corriente eléctrica de superconductores, impulsado por fermiones de Floquet Majorana (FMF por sus siglas en inglés), que de acuerdo con Nikhil Harle , Oles Shtanko y Ramis Movassagh en Nature de abril de 2023, son naturalmente estables frente a perturbaciones, como el ruido local no deseado. Estos estados cuánticos, generados por una excitación periódica, muestran patrones de flujo eléctricos únicos sin necesidad de voltaje aplicado, fenómeno que podría facilitar la detección y el control de qubits en futuros ordenadores cuánticos. Este avance teórico, respaldado por simulaciones numéricas y publicado el pasado 6 de noviembre de 2024 en Physical Review Letters, sin duda ofrece una forma de sintonizar las propiedades superconductoras ajustando el potencial químico en función de la frecuencia de la fuente de energía externa. De esta manera, al codificar información cuántica de forma no local, los FMF prometen mayor estabilidad y protección frente a la decoherencia, un obstáculo clave en la computación cuántica.
El enfoque consiste en aprovechar los superconductores topológicos, donde los fermiones de Majorana, inusualmente resistentes a perturbaciones, se transforman en FMF al aplicarles un impulso periódico. Esta dinámica controlable abre posibilidades para construir sistemas cuánticos más robustos y eficientes, reduciendo errores causados por fluctuaciones térmicas o ruidos electromagnéticos. El hallazgo se perfila como una importante ruta hacia computadoras cuánticas más estables, pudiendo también contribuir al desarrollo de superconductores a temperaturas más altas y de esta manera disminuir los enormes costos de enfriamiento asociados a las computadoras cuánticas. Con una combinación de teoría y simulación, este descubrimiento marca un paso significativo hacia un control más preciso de la cuántica, lo que es clave en el desarrollo y masificación de esta tecnología.
Andrés Silva Blog 