El grafeno vuelve a atraer la atención del mundo cientÃfico, recordándonos que, aunque no alcanzó sus expectativas iniciales hace más de una década, sigue siendo un material prometedor. Gracias a sus singulares propiedades fisicoquÃmicas, ha encontrado un lugar destacado en aplicaciones especÃficas, donde se destaca por su rendimiento sobresaliente.
Este artÃculo no pretende detallar todas las aplicaciones del grafeno, pero es imposible no mencionar algunas de sus contribuciones más interesantes. Por ejemplo, su uso en el desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos es una lÃnea de investigación activa en el MIT y otros centros. Otra aplicación fascinante del grafeno es en la fabricación de diafragmas para altavoces de alta fidelidad.
Revolución en los Cúbits: El Papel del Grafeno en la Computación Cuántica
Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, bajo la dirección del profesor de quÃmica Lu Jiong, han desarrollado una nueva nanocinta de grafeno con un estado ferromagnético único. Este material innovador, conocido como nanocinta de grafeno de Janus, promete aplicaciones revolucionarias en electrónica cuántica y ordenadores cuánticos, según publicaron en Nature.
Es importante aclarar que la fabricación de un cúbit, el componente esencial en computadoras cuánticas, es un desafÃo técnico significativo. Existen diferentes tipos de cúbits, como los superconductores o las trampas de iones, cada uno con su complejidad. Hasta hace poco, la producción industrial a gran escala no habÃa sido posible, pero esto cambió en marzo de 2024.
Las nanocintas de grafeno de Janus poseen un borde en zigzag y están formadas por anillos de benceno fusionados
Centrándonos en el trabajo de Jiong y su equipo, las nanocintas de grafeno son tiras estrechas con una estructura de carbono en forma de panal a nivel nanométrico, que exhiben propiedades magnéticas especiales. Lo destacable de las nanocintas de grafeno de Janus es su borde zigzagueante único y su composición de anillos de benceno fusionados. Sin profundizar en su fabricación, su atractivo reside en las propiedades magnéticas singulares que ofrecen.
El profesor Lu Jiong señala que «las nanocintas de grafeno magnéticas tienen un potencial enorme para las tecnologÃas cuánticas, gracias a sus largos tiempos de coherencia de espÃn y su capacidad para operar a temperatura ambiente. Crear un borde en zigzag unidimensional es crucial para ensamblar cúbits de espÃn múltiple desde cero para estas tecnologÃas». Esta afirmación engloba conceptos clave que merecen ser explorados.
Según Jiong, estas nanocintas proporcionan las propiedades magnéticas necesarias para crear cúbits capaces de funcionar a temperatura ambiente, eliminando la necesidad de los complejos sistemas de refrigeración de los actuales ordenadores cuánticos. Además, su capacidad para mantener la coherencia del espÃn es fundamental.
El espÃn es un fenómeno cuántico, por lo que no debe ser tratado como un mero movimiento de rotación convencional
El espÃn, aunque difÃcil de definir en términos convencionales debido a su naturaleza cuántica, se entiende como una propiedad intrÃnseca de las partÃculas, similar a la carga eléctrica, derivada de su momento angular. Es complejo de comprender, pero esencial para la operación de los cúbits.
En teorÃa, un cúbit fabricado con nanocintas de grafeno de Janus podrÃa funcionar a temperatura ambiente y realizar operaciones prolongadas gracias a su capacidad para manejar la decoherencia cuántica. Estas caracterÃsticas podrÃan mejorar notablemente los prototipos actuales de ordenadores cuánticos y acelerar el desarrollo de sistemas con corrección de errores. Esperamos que la investigación de Lu Jiong y su equipo resulte exitosa.
Imagen | Universidad Nacional de Singapur
Más información | Nature
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