Quione I, el primer procesador cuántico atómico desarrollado en España

Un equipo de científicos del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, dirigido por la investigadora Leticia Tarruell, ha construido el primer procesador cuántico analógico de España, una herramienta “sin precedente global”. Según un comunicado de la Generalidad de Cataluña que recoge Europa Press, este procesador o simulador cuántico es un microscopio de gases cuánticos capaz de detectar átomos individuales de gases cuánticos de estroncio. Quione I, llamado así en referencia a la diosa griega de la nieve, permitirá comprender y abordar el comportamiento y las propiedades de materiales cuánticos complejos y simplificar y resolver problemas que exceden la computación clásica.

La física cuántica necesita métodos de alta precisión para estudiar las propiedades microscópicas de los materiales, ha explicado el IFCO en un comunicado. Los microscopios de gases cuánticos son un tipo de procesadores cuánticos analógicos que permiten obtener imágenes de gases cuánticos con una resolución tan elevada como para detectar cada uno de los átomos.

Quione I, además de ser el primero construido en España, es el primero en el mundo que capta imágenes de átomos individuales de gases cuánticos de estroncio.

“La simulación cuántica se puede utilizar para reducir sistemas muy complicados a modelos más simples para luego comprender preguntas abiertas que los ordenadores actuales no pueden responder, como por qué algunos materiales conducen electricidad sin pérdidas incluso a temperaturas relativamente altas”, ha señalado Tarruell.

El equipo de científicos ha logrado llevar el gas de estroncio al régimen cuántico, colocarlo en una red óptica donde los átomos pudieran interactuar por colisiones y luego aplicar las técnicas de imagen de átomos individuales. Quione I no solo toma imágenes, también vídeos de los átomos.

Hasta ahora, este tipo de microscopios se habían basado en átomos alcalinos, como el litio y el potasio, con propiedades más simples, en términos de espectro óptico, que átomos alcalinotérreos como el estroncio. Este es un elemento muy usado en la computación y simulación cuánticas con el que, por ejemplo, se puede utilizar una nube de átomos de estroncio como procesador cuántico atómico para resolver problemas que no pueden los ordenadores tradicionales.

“Es un momento muy emocionante para la simulación cuántica. Ahora que hemos agregado el estroncio a la lista de microscopios de gases cuánticos disponibles, pronto podremos simular materiales más complejos y exóticos. Entonces se espera que surjan nuevas fases de la materia. Y también esperamos obtener mucha más potencia computacional para utilizar esta maquinaria como ordenadores cuánticos analógicos”, afirma Tarruell.

Quione I es el primer resultado de un programa que tiene como objetivo utilizar procesadores cuánticos basados en átomos ultra fríos, detectados y controlados individualmente, para resolver determinados problemas de la física. A Quione I le seguirá Quione II, un procesador híbrido analógico-digital actualmente en desarrollo en el IFCO.