El bolómetro de grafeno es adecuado para su uso en computadoras cuánticas al leer los estados de los qubits. Esto requiere una alta velocidad y sensibilidad de medición, que se lograron gracias al uso de grafeno como elemento activo del detector. Los detalles del trabajo científico se publican en la revista Nature.
En la gran mayoría de las computadoras cuánticas modernas, el estado energético de un qubit se determina midiendo su voltaje. Debido a la dificultad técnica para llevar a cabo tales mediciones en la práctica, esto limita severamente la modernización y escalabilidad de tales sistemas, según Itworld. Hay otros inconvenientes de este enfoque, entre los cuales, en particular, el ruido cuántico creado por elementos amplificadores masivos, esto conduce a un aumento en el número de errores al leer el estado del qubit. Además, la etapa del amplificador requiere mucha potencia para funcionar. El principio de funcionamiento del dispositivo es muy simple: cuando la radiación golpea el elemento sensible al calor del bolómetro, se calienta, lo que conduce a un cambio en la resistencia eléctrica del receptor de calor. Midiendo este último, se evalúa la energía absorbida por el dispositivo.
Pero el principal problema era que las opciones de bolómetro basadas en otros materiales, por ejemplo, una aleación de oro y paladio, no permitían alcanzar la velocidad y el nivel de sensibilidad de medición requeridos para trabajar en computadoras cuánticas. Por ello, los científicos decidieron probar el grafeno, que tiene una capacidad calorífica muy baja, que fue la clave para solucionar el problema.
El dispositivo desarrollado por los finlandeses es capaz de realizar las medidas necesarias en solo unos pocos cientos de nanosegundos, lo que es más que suficiente para su uso en los sistemas cuánticos modernos. El tiempo mínimo registrado durante los experimentos científicos es de 200 nanosegundos. Por cierto, las dimensiones de la parte activa del nuevo detector corresponden a la escala del mundo bacteriano, por lo que se puede acomodar un conjunto completo de tales bolómetros en un chip cuántico.
El principal problema era que las opciones de bolómetro basadas en otros materiales no permitían alcanzar la velocidad necesaria para trabajar en computadoras cuánticas
Los científicos reconocen que la tecnología aún necesita más refinamiento y continúan trabajando para aumentar su sensibilidad. Pero ya está claro que en el futuro, el uso de bolómetros de grafeno debería aumentar la velocidad y precisión de los sistemas cuánticos. En última instancia, esto podría marcar el comienzo de la era del uso aplicado de las computadoras cuánticas.
