ICN2 i Microsoft amplien la seva col·laboració en recerca sobre computació quàntica
10/10/2019
El creixent interès i coneixement en computació quàntica han estimulat l'augment de la inversió global en la carrera per construir un ordinador quàntic. Amb la promesa d’ aclaparadores velocitats i capacitats de processament, els ordinadors quàntics podrien tenir la capacitat de canviar fonamentalment la nostra economia, indústria i vida quotidiana. Per tant, no sorprèn que les principals empreses de tecnologia informàtica i electrònica duguin a terme, tant internament com en col·laboració amb tercers, investigacions relacionades amb aquest tema: des dels algoritmes matemàtics necessaris per controlar i interpretar bits quàntics (o qubits, les unitats de processament) fins al disseny de dispositius a la nanoescala que faran possible aquesta revolució.
L’ICN2 està intensificant la seva col·laboració estratègica de recerca amb Microsoft, reconegut líder mundial en el desenvolupament de tecnologia per a computació quàntica. Microsoft ha establert laboratoris Microsoft Quantum Labs a tot el món, centres especialitzats que treballen en tots els aspectes del desenvolupament d'un ordinador quàntic, des de la física fonamental fins al disseny de noves eines de programari per explotar al màxim el potencial de la computació quàntica.
El laboratori Microsoft Quantum Materials Lab de Copenhaguen (Dinamarca), en particular, ha estat treballant en el desenvolupament de nous materials que puguin emprar-se per construir dispositius quàntics. En concret, una línia de recerca involucra el disseny d'heteroestructures híbrides que permeten la generació dels fermions Majorana, unes partícules de gran importància per a aquesta tecnologia com van demostrar els Microsoft Quantum Labs de Copenhaguen i Delft (Holanda).
Els fermions de Majorana són un tipus de fermions que tenen la característica de ser les seves pròpies antipartícules. En la física de la matèria condensada, els estats lligats de Majorana poden aparèixer sota condicions específiques. Aquests estats quàntics especials es poden usar com a qubits. La investigació duta a terme per Microsoft, a la qual contribuirà l’ICN2, es basa en el desenvolupament de nanofils híbrids semiconductors-superconductors, en els extrems dels quals es poden generar estats lligats de Majorana.
Per entendre i aprofitar al màxim el potencial d'aquestes noves estructures, cal primer analitzar-les i comprendre-les a nivell atòmic. El Grup de Nanoscopia Electrònica Avançada de l’ICN2, dirigit pel Prof. ICREA Jordi Arbiol, aportarà la seva experiència en microscòpia electrònica i espectroscòpies per realitzar mesuraments i anàlisis de la complexa estructura i propietats físiques d'aquests nanofils Majorana. D'aquesta manera es llançarà llum sobre la seva estructura i sobre com responen a nivell atòmic als estímuls externs.
Sobre l’ICN2
L'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) es dedica al desenvolupament de coneixement, materials i dispositius en els amplis camps de la salut, l'energia, el medi ambient i les tecnologies informàtiques i de les comunicacions. La seva experiència rau en la nanoescala, on noves propietats i interaccions, així com formes d'explotar-les en la vida quotidiana, es descobreixen constantment. Entre els seus objectius es troba reunir a personal científic amb competències diverses en la recerca d'una millor ciència, una millor formació i un major impacte en la societat, alhora que explora noves formes d'interactuar amb la indústria local i global.
L'institut va ser acreditat com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa el 2014 i el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades va renovar aquest guardó el 2018. Entre els seus patrons es troben la Generalitat de Catalunya, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), on se situa l'institut. L’ICN2 és un centre CERCA i també un dels membres fundadors del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i del Graphene Flagship europeu.
En el camp de la investigació quàntica, l'ICN2 participa en el nou Quantum Flagship promogut per la Comissió Europea i diversos grups desenvolupen línies d'investigació que llancen llum sobre el comportament quàntic de la matèria i les oportunitats d'aplicació generades per aquest coneixement revolucionari. Un qubit estudiat a les instal·lacions de ICN2 va estar disponible en un mòdul dissenyat en col·laboració amb el Barcelona Supercomputing Center (BSC) per a l'exposició Quàntica organitzada pel Centre de Cultura Contemporània de Barcelona (CCCB).