¿Internet cuántica pronto estará entre nosotros?

Los científicos han desarrollado recientemente un nuevo tipo de qubit molecular basado en el elemento raro erbio, que podría ayudar a conectar computadoras cuánticas a través de la infraestructura óptica existente, sentando las bases para una futura Internet cuántica.

El erbio posee propiedades ópticas y magnéticas especiales que permiten la transmisión de información cuántica en longitudes de onda de telecomunicaciones, similares a las utilizadas en las redes ópticas globales. Esto facilita la integración de cúbits en chips de silicio, abriendo el camino a dispositivos cuánticos más pequeños y compactos.

El equipo publicó sus hallazgos el 2 de octubre en la revista Science, describiendo la tecnología como “un elemento prometedor para tecnologías cuánticas escalables”, desde enlaces de comunicación ultraseguros hasta redes cuánticas de largo alcance.

A diferencia de los cúbits tradicionales, que suelen ser circuitos superconductores, iones atrapados o fotones, los cúbits moleculares utilizan moléculas individuales cuyo espín electrónico determina el estado cuántico. El cúbit de erbio es especial porque actúa tanto como cúbit de espín como fotónico, ya que puede almacenar información magnéticamente mientras se lee ópticamente.

En experimentos, los investigadores lograron superponer los espines de un átomo de erbio de forma controlada y luego interpretar los estados cuánticos mediante espectroscopia óptica. «Estas moléculas pueden actuar como un puente a escala nanométrica entre el magnetismo y la óptica», afirmó la coautora Leah Weiss.

Operar en longitudes de onda de telecomunicaciones ofrece dos ventajas clave: las señales viajan largas distancias con mínima pérdida, y la luz atraviesa fácilmente el silicio sin absorción. Esto hace que los cúbits de erbio sean ideales para el hardware integrado en chip.

Cada cúbit se construye a partir de una sola molécula, aproximadamente 100.000 veces más pequeña que un cabello humano, y su estructura puede personalizarse mediante química sintética. Esta flexibilidad permite su integración en dispositivos de estado sólido o incluso en entornos biológicos.

El líder de investigación, David Awschalom, enfatizó que el próximo desafío es la integración: “Estamos trabajando en integrar estos qubits en dispositivos en chip, lo que podría abrir nuevas posibilidades para controlar y conectar moléculas”.