Un cúbit que no le teme al ruido exprés

Original: "Experimental realization of a $$\cos(2\varphi)$$ transmon qubit"
arXiv:2603.13114 · 2026-03-13 · CC BY 4.0 · 2 min
Un circuito superconductor protege la información cuántica de los errores relacionados con la carga.

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Un cúbit superconductor común se parece a un columpio que cualquier ráfaga de viento hace oscilar. El más mínimo cambio en la carga eléctrica cercana y el estado cuántico ya está arruinado. En el nuevo trabajo, los físicos hicieron un columpio con una base pesada: la carga en la isla del cúbit solo puede cambiar de a pares, como si las monedas se echaran a una alcancía estrictamente de a dos. Esa es la protección contra el ruido de carga.

El circuito se llama cúbit $\cos(2\varphi)$. En él, el contacto túnel solo deja pasar pares de pares de Cooper, es decir, cuartetos de electrones enlazados. En el experimento se observó el desdoblamiento de dos estados con paridad opuesta en 13,6 megahercios. Esto es cien veces menos que en versiones anteriores, por lo que los empujones de carga aleatorios casi no afectan al cúbit. Incluso se logró controlarlo de manera coherente y leer su estado de una sola vez.

La supresión de la sensibilidad a la carga en cien veces es como si una calle ruidosa se volviera más silenciosa que una biblioteca.

Pero toda moneda tiene su reverso. La baja frecuencia de transición hace que el cúbit sea vulnerable al ruido magnético en el lazo del elemento túnel. El tiempo de vida $T_1$ fue de 70 microsegundos, y el tiempo de coherencia con pulso de eco, de 2,5 microsegundos. Estas cifras son aún más modestas que las de los mejores cúbits convencionales, pero el potencial es enorme: si se logra controlar el ruido magnético, las pérdidas por carga irán mucho más allá de los 10 milisegundos.

El cúbit experimenta saltos cuánticos: se lograron ver directamente en el experimento.

Los autores proponen dos caminos: circuitos gradiométricos, donde el campo magnético se compensa, o nuevos elementos con tunelización de cuatro electrones. Si esto se logra, las computadoras cuánticas serán notablemente más confiables sin una corrección de errores compleja.

Los pares de Cooper son electrones que a temperaturas ultrabajas se unen en pares y fluyen sin resistencia. En este cúbit, tunelizan solo de a cuatro, como vagonetas enganchadas de a dos.

La idea de proteger la información cuántica del ruido recuerda al 'aislamiento topológico' de la novela 'La escalera de Schild' de Greg Egan, donde los datos se almacenan en nodos estables del espacio.

Científicos
Erwin SchrödingerHugh Everett IIIDavid DeutschJohn Stewart BellLouis de BroglieLov Grover
Conceptos
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