La computación cuántica requiere temperaturas extremadamente frías. Para ello, IBM ha construido y demostrado una enorme «supernevera», cuyo nombre en clave es Proyecto Goldeneye, que enfría cosas más frías que el espacio exterior.
Los ordenadores cuánticos consiguen su increíble velocidad y potencia aprovechando el espeluznante reino de la física cuántica. Propiedades como la superposición, en la que las partículas pueden existir en dos estados al mismo tiempo, pueden permitir el procesamiento simultáneo de grandes cantidades de datos, mientras que el entrelazamiento puede «teletransportar» información.
El problema es que estos estados son muy sensibles a las interferencias del entorno, incluido el calor. Por ello, los experimentos y ordenadores cuánticos deben realizarse y mantenerse a temperaturas criogénicas, apenas una fracción de grado por encima del cero absoluto, donde los átomos casi no tienen energía.
Mantener los equipos tan fríos no es tarea fácil, por lo que IBM ha construido una prueba de concepto de un nuevo sistema de refrigeración. Goldeneye es lo que se conoce como un refrigerador de dilución, que utiliza una mezcla de helio-3 y helio-4 para enfriar su contenido hasta el rango de los mili-Kelvin (mK), o milésimas de grado por encima del cero absoluto.
Sin embargo, Goldeneye ha sido diseñado para solucionar algunos problemas de los frigoríficos de dilución existentes. Para empezar, tiene un volumen experimental de 1,7 m3, que es dos o tres veces mayor que los anteriores. Es modular y tiene un diseño en forma de concha que permite que la cámara de vacío exterior se abra lateralmente para que los científicos puedan acceder fácilmente al hardware interno.
Puede equiparse con diferentes unidades de refrigeración que enfrían a distintas temperaturas, y su peso de 6,7 toneladas ayuda a amortiguar las vibraciones que pueden interferir con el equipo cuántico. Y lo que es más importante, sólo ocupa entre una y diez veces el espacio de los frigoríficos de dilución existentes de potencia equivalente. Toda esta simplificación significa que también podría ser operado por equipos de científicos mucho más pequeños.
En las pruebas, Goldeneye fue capaz de enfriarse a sólo 25 mK, es decir, 1.000 veces más frío que la temperatura media del espacio. Cuando el equipo de IBM colocó un chip cuántico en su interior y lo enfrió, pudo conseguir un tiempo de coherencia -el tiempo que los qubits conservan su información- de unos 450 microsegundos. Puede que no parezca mucho, pero está a la altura de los frigoríficos de dilución existentes.
Por muy prometedor que parezca Goldeneye, IBM afirma que probablemente no se utilizará en su forma actual para refrigerar ordenadores cuánticos. Pero los conceptos probados se utilizarán para informar a las próximas generaciones de sistemas de refrigeración.
Vía ibm.com
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