Equipo del MIT enfría iones atrapadas muy por debajo del límite estándar

Viernes 16 Enero 2026 - 09:20

Investigadores del Massachusetts Institute of Technology y el MIT Lincoln Laboratory han desarrollado una técnica innovadora que enfría iones atrapados a temperaturas aproximadamente 10 veces más bajas que el límite Doppler convencional en el enfriamiento láser. Este método, que utiliza fotónica integrada en un chip, logra el objetivo en unos 100 microsegundos, superando varias veces a los enfoques existentes. La innovación aborda un cuello de botella clave en la computación cuántica con iones atrapados, donde los iones deben acercarse al cero absoluto para reducir las vibraciones que provocan errores computacionales.

Las configuraciones tradicionales dependen de láseres externos voluminosos y óptica para dirigirse a los iones mantenidos en criostatos, limitando la escalabilidad a solo docenas de qubits. El nuevo enfriamiento por gradiente de polarización emplea dos haces de luz con polarizaciones diferentes que se intersectan para crear un vórtice rotatorio, amortiguando eficientemente el movimiento de los iones. Implementado en un chip fotónico con antenas a nanoescala conectadas por guías de ondas, esto permite imaginar miles de sitios en un solo chip interfiriendo con numerosos iones para operaciones escalables. Felix Knollmann, estudiante doctoral del departamento de física del MIT, señaló que esto allana el camino para sistemas cuánticos expansivos. Los hallazgos aparecen en Light: Science and Applications y Physical Review Letters.

En paralelo, científicos de la Technical University of Vienna y la Rice University informaron haber observado un semimetal topológico emergente, un estado cuántico considerado imposible anteriormente porque fusiona dos fenómenos supuestamente incompatibles. Trabajando con un compuesto de cerio-rutenio-estaño cerca del cero absoluto, detectaron propiedades topológicas a pesar de que los electrones carecían de las velocidades y energías precisas típicamente requeridas. Diana Kirschbaum, autora principal de TU Wien, describió el material como oscilante entre estados, haciendo que el concepto de cuasipartícula sea insignificante en este régimen fluctuante. Silke Bühler-Paschen, profesora de física de TU Wien y co-líder, lo calificó de sorpresa mayor, instando a definiciones más amplias de estados topológicos. La modelización teórica de Lei Chen en el grupo de Qimiao Si de Rice vinculó el comportamiento a la criticidad cuántica misma. Publicado en Nature Physics, estos avances prometen tecnologías cuánticas prácticas, desde procesadores escalables hasta sensores avanzados y electrónica de bajo consumo.