Preparados para coller a onda de tecnoloxías cuánticas

2022/06/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Ikerketa-zentroak
• Ingeniaritza
• Fisika
• Teknologia

Aínda que se fala da segunda revolución cuántica, segundo o investigador de CIC nanoGUNE, Emilio Artacho, é importante matizar ben que é iso. “A verdadeira revolución foi cando sentaron as bases da física cuántica; pronto se cumprirán cen anos”, di Artacho. Nos anos 40, co transistor, a cuántica tivo aplicación e toda a tecnoloxía actual está baseada na cuántica. Esta é a primeira revolución. “Deuse o nome de segunda revolución á explotación dalgunhas propiedades cuánticas que até agora non explotamos: superposición de estado e enredamiento cuántico”, explica Artacho.

“As cousas avanzan moi rápido”, di Iñigo Arizaga Arcelus, director de Tecnoloxías Cuánticas de Tecnalia. “O certo é que agora a tecnoloxía está a permitir facer máis fácil o que até agora só se podía facer nalgúns laboratorios”.

Ademais, desde Europa e os gobernos están a achegarse fondos para o desenvolvemento das tecnoloxías cuánticas. “Temos que aproveitar este momento para investir, reforzar os equipos e prepararnos ben para facer un bo traballo nestas tecnoloxías”, di Arizaga.

En CIC nanoGUNE está a investigarse no campo dos sensores cuánticos. “Cremos que é un campo de futuro que pode influír na tecnoloxía”, di Artacho. A sensibilidade dos sensores cuánticos é enorme. “Precisamente un dos problemas da computación cuántica é manter as partículas subatómicas ou atómicas suficientemente illadas, pois case todo pode alteralas e alterar o seu estado cuántico. Pero isto á súa vez significa que son elementos moi sensibles a certos parámetros”, explica Arizaga.

Esta sensibilidade está a utilizarse para a lectura de spines (propiedade das partículas elementais) en nanoGUNE, e aínda que normalmente se utilizan campos magnéticos para a manipulación ou lectura de spines, neste caso trátase de campos eléctricos. “Usar os campos eléctricos implicaría un cambio de modelo e simplificaría moito o proceso”, apunta Artacho. O laboratorio está a experimentar co microscopio de efecto túnel e realiza cálculos teóricos para predicir o que se espera no laboratorio e como interpretar os resultados. Doutra banda, realizan simulacros. “As simulacións dannos moita máis información que os experimentos que podemos realizar no laboratorio. Son experimentos virtuais, por así dicilo, os que validamos comparándoos cos resultados do laboratorio”.

Por outra banda, en colaboración co Centro de Física de Materiais (CFM) está a investigarse en novos materiais cuánticos. “Algunhas nanoestructuras poden presentar estados topológicamente protexidos, o que podería ser útil para as tecnoloxías cuánticas. É unha ciencia moi básica”, explica Artacho.

“Este tipo de investigacións é moi importante”, di Arizaga. “Estou convencido de que aínda non dispomos da tecnoloxía que se utilizará para construír os computadores cuánticos do futuro. Os primeiros computadores clásicos fabricáronse con válvulas, o que limitaba moito. Logo veu o transistor e a microelectrónica, onde explotou. Creo que iso mesmo ocorrerá coa cuántica. Coa tecnoloxía que temos agora hai grandes limitacións, pero algo aparecerá, e para iso é imprescindible unha investigación básica”.

En Tecnalia a investigación é máis aplicada e as tecnoloxías cuánticas abarcan diversos campos. Por unha banda, está a traballarse na criptografía cuántica e postcuántica, co obxectivo de aplicalos aos sectores industrial e enerxético.

Doutra banda, tamén se está traballando na computación cuántica. “Hai uns anos empezamos a traballar, entre outros, problemas de optimización”, explica Arizaga. “E xa traballamos en problemas reais de empresas como a optimización da mobilidade e as imaxes”.

Tamén se iniciou o desenvolvemento de software cuántico. E están dispostos a entrar no campo da simulación porque “ofrece moitas posibilidades de crear novos materiais ou fármacos, por exemplo”.

No campo dos sensores cuánticos, en colaboración coa UPV/EHU, está a traballarse en sensores para resonancia magnética nuclear. “Estamos a conseguir bos resultados e estamos a preparar unha patente”.

Arizaga tamén ve un futuro prometedor no campo dos sensores e cre que en Euskal Herria habería que apostar por iso. “Até agora traballamos con dispositivos de terceiros, pero é hora de empezar a deseñar e producir os nosos propios dispositivos”. E ve oportunidades. “As tecnoloxías que investigan en CIC nanoGUNE son moi interesantes, están a facer investigación punta de punta; en CFM contan cun laboratorio de nanofotónica cuántica; os seus láseres en Tekniker tamén poden ser unha boa oportunidade para construír dispositivos cuánticos. Si todos traballamos na mesma dirección, poderemos coller esta onda de tecnoloxías cuánticas. Temos bases sólidas”.