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Ciencia 25/05/2021

Físicos chilenos y argentinos descubren método para controlar la conducción eléctrica en materiales cuánticos usando luz

Los científicos especifican que hay al menos dos campos en donde se podría utilizar dicho descubrimiento.

El avance de la ciencia también se encuentra en aspectos de la tecnología que son extremadamente densos, para quienes no trabajan con ellos frecuentemente. Dentro de este poco explorado, pero existente mundo, se encuentra la computación cuántica. Se trata de un paradigma a la informática clásica que conocemos y en su mayoría se encuentra desarrollado en la teoría. Sin embargo, con el paso de los años va sumando descubrimientos que colocan una pieza en su complejo rompecabezas. El reciente engranaje tiene a físicos chilenos y argentinos firmando un gran trabajo que fue capaz de controlar la conducción eléctrica en materiales cuánticos usando luz.

En primer lugar, detallemos en un concepto muy generalizado de que se trata la conducción eléctrica. Y no es más que una carga que se transporta a través de materiales que para ellos son amigables. En estos se mantienen estables y llegan a destino sin ningún tipo de inconveniente.

Sin querer ahondar mucho en este tema que abre otra ventana diferente a la que queremos abordar, podemos colocar el ejemplo de los metales, uno de los grandes conductores de la electricidad. Sin embargo, el descubrimiento de los físicos chilenos y argentinos logra conducir cargas a través de materiales cuánticos. Y no solo eso, sino que además lo hace utilizando luz.

Según lo reseña Nature en artículo publicado en octubre del 2017, “con el término materiales cuánticos se hace referencia a materiales con fuertes correlaciones electrónicas, con algún tipo de orden (superconductividad magnetismo) o con propiedades topológicas que radican en su estructura de bandas”.

Entonces, ya sabemos que los científicos en cuestión, pertenecientes a las universidades de Chile y Nacional de Córdoba (Argentina), encontraron una forma de conducir electricidad a través de un canal cuántico, usando luz.

La conducción eléctrica en la computación cuántica

Detallan los científicos en una nota que publica el Departamento de Física de la U. de Chile, que la computación cuántica es una de las tecnologías más complejas que hay. Aspecto o característica que la convierte en una de las más desafiantes y prometedoras de nuestra era de tiempo.

De esta manera, los expertos de las casas de estudios mencionadas, utilizaron algo llamado “aislantes topológicos” para hacer posible la conducción eléctrica en materiales cuánticos.

Detallan los físicos que ya se sabía que los “aislantes topológicos” eran capaces de conducir electricidad. Sin embargo, “es muy complejo controlar estas corrientes y tienen la ventaja de que son muy resistentes a impurezas del material. Nosotros logramos un mecanismo de control externo de ellas, para transportar electricidad según nuestra voluntad, en concreto, lo hacemos mediante iluminación láser”, expone Esteban Rodríguez, estudiante del Doctorado en ciencias mención Física FCFM de la U. de Chile.

Añade que con el trabajo que realizaron son capaces de “controlar al aislante topológico. Se trata de una propuesta que podría ‘domesticarlos’, tal cual la humanidad ha domesticado animales para tareas en concreto. La investigación representa un avance orientado a la manipulación de las corrientes que permiten generar diferentes tipos de señales electrónicas”, añadió Esteban Rodríguez.

El uso de los aislantes

De los dos ámbitos en donde se pueden aplicar estos aislantes, para hacer una mejor conducción eléctrica, lo expertos se interesan mucho en un eventual uso en computación cuántica para ejecutar las operaciones matemáticas en dichos dispositivos.

“En computación cuántica el principal desafío es que las operaciones son susceptibles a errores. En un aislante topológico esta posibilidad es menor dado que dichas corrientes de borde son más difíciles de alterar. Como nuestra investigación permite más control sobre ellas, podríamos generar operaciones menos erráticas”, sostiene Rodríguez.