Desarrollan el primer motor cuántico superconductor que podría revolucionar las computadoras cuánticas
Científicos de la Aalto University lograron construir un motor cuántico superconductor que convierte calor en trabajo útil, lo que podría facilitar el desarrollo de computadoras cuánticas masivas.
FOTO: Motor cuántico superconductor
Un grupo de científicos de la Aalto University presentó un innovador motor cuántico superconductor que ha logrado convertir calor cercano al cero absoluto en trabajo útil. Este avance representa la primera demostración de un motor cuántico cíclico de su tipo y podría ser fundamental para la creación de computadoras cuánticas de gran escala.
El motor cuántico opera bajo condiciones cuánticas ultrafrías y utiliza una pequeña cantidad de calor disponible para generar trabajo positivo de manera cíclica. Este tipo de operación ha sido un objetivo clave para los investigadores en el ámbito de los motores cuánticos, y el éxito de este experimento abre la puerta a nuevas posibilidades en la tecnología cuántica.
Uniendo la termodinámica y la mecánica cuántica
La investigación conecta dos áreas de la física que generalmente se ocupan de escalas muy diferentes: la mecánica cuántica, que explica el comportamiento de la materia a escalas extremadamente pequeñas, y la termodinámica, que describe el comportamiento del calor y la energía en sistemas más grandes. Esto plantea la pregunta de cómo los procesos termodinámicos familiares son afectados por efectos cuánticos como el entrelazamiento y la superposición.
El motor cuántico superconductor, que combina un qubit transmon, un resonador y un refrigerador cuántico, fue diseñado para funcionar en condiciones de temperatura cercanas al cero absoluto. Esto permitió a los investigadores demostrar que el calor podía transformarse en trabajo medible.
El estudio, liderado por el profesor Mikko Möttönen, fue publicado en la revista Nature Communications. Según Tuomas Uusnäkki, primer autor del estudio, "en nuestro experimento, construimos un motor de calor nanofabricado utilizando circuitos superconductores y lo operamos en un criostato cerca del cero absoluto".
Un ciclo de Otto en un circuito superconductor
Los investigadores lograron reproducir un ciclo de Otto dentro de un circuito superconductor, un proceso termodinámico que también se utiliza en motores de automóviles y otras máquinas convencionales. Este avance podría tener aplicaciones significativas en la computación cuántica, permitiendo el desarrollo de dispositivos autónomos que operen directamente dentro de circuitos superconductores, eliminando la necesidad de costosos cables de microondas que introducen ruido en el sistema.
El profesor Möttönen destacó que "la estrategia de tecnología cuántica de Finlandia prevé una computadora cuántica con mil qubits lógicos para 2035, lo que probablemente requerirá cientos de miles de qubits físicos". La eliminación de los cables de microondas podría reducir significativamente los costos y la complejidad de las máquinas que contienen una gran cantidad de qubits.
Este experimento pionero se llevó a cabo utilizando OtaNano, la infraestructura nacional de investigación de Finlandia para tecnología nano, micro y cuántica. El financiamiento provino del Consejo de Investigación de Finlandia y de la Fundación Cultural Finlandesa.
Lectura rápida
¿Qué es el motor cuántico superconductor?
Es un dispositivo que convierte calor cercano al cero absoluto en trabajo útil, demostrando un motor cuántico cíclico.
¿Quién lideró la investigación?
El estudio fue liderado por el profesor Mikko Möttönen de la Aalto University.
¿Cuándo se realizó el experimento?
El experimento fue presentado el 14 de agosto de 2026.
¿Dónde se llevó a cabo la investigación?
La investigación se realizó en la Aalto University y en la infraestructura nacional de investigación OtaNano.
¿Por qué es importante este avance?
Podría facilitar el desarrollo de computadoras cuánticas masivas al eliminar la necesidad de costosos cables de microondas.
