¿Qué hace que un material sea superconductor?: así es el simulador cuántico "sin precedentes" que puede descubrirlo

BarcelonaExisten problemas de física que los superordenadores actuales no pueden resolver. Son incógnitas sobre aplicaciones reales, del día a día, que todavía no somos capaces de entender, como, por ejemplo, por qué hay materiales que son superconductores de alta temperatura, útiles para realizar resonancias magnéticas y líneas de tren de alta velocidad. Sus aplicaciones son múltiples, pero hoy todavía se desconoce lo que hace que algunos elementos puedan soportar altas temperaturas y otros no. Para desentrañarlo son necesarias técnicas de detección de alta precisión que permitan profundizar en las propiedades microscópicas de los materiales y, ahora, el ecosistema de investigación catalán incorpora un nuevo jugador: Quione, el primer simulador cuántico analógico del mundo capaz de detectar átomos individuales de gases cuánticos de estroncio (Sr. en la tabla periódica o de Mendeléiev). Creado por el equipo del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) que dirige la investigadora Leticia Tarruell, Quione es una herramienta "sin precedentes globales" que servirá para mejorar el conocimiento de propiedades de materiales cuánticos complejos.

Esta tecnología permitirá reducir sistemas muy complicados a modelos más simples para después comprender preguntas que los ordenadores actuales no pueden responder. "Podremos abordar cualquier problema relacionado con el comportamiento de las partículas en física cuántica. Tenemos muchas opciones", afirma el investigador del ICFO Toni Rubio. Se trata de una línea de investigación que permite realizar cálculos con átomos y que hasta ahora no estaba muy desarrollada en el Estado. De hecho, supondrá una oportunidad no sólo en el ámbito de la investigación, sino también como reclamo para atraer talento a Cataluña e iniciativas empresariales interesadas en este campo. Rubio destaca que han logrado llevar el gas de estroncio a un nivel cuántico, lo han colocado en un espacio en el que los átomos pueden colisionar entre ellos y han aplicado técnicas de imagen para verlos de forma individualizada.

Hasta ahora, estos microscopios se habían basado en átomos alcalinos, como el litio y el potasio, que tienen propiedades más simples en comparación con los átomos alcalinotérreos como el estroncio. Esto significa que, en estos experimentos, el estroncio ofrece más ingredientes con los que jugar. Al tener "un gran potencial" para la simulación cuántica, el ICFO ha diseñado este procesador único en el mundo. El objetivo es construir ordenadores cuánticos basados ​​en átomos ultrafríos, ideales para descubrir nuevos comportamientos cuánticos. Además del procesador cuántico, el programa incluye el microscopio de gases cuánticos y un procesador híbrido analógico-digital llamado Quione II, actualmente en fase de creación.

"Revolución cuántica"

Este hito científico, cofinanciado por el Govern, es "una nueva muestra de que Catalunya puede abordar con éxito y liderazgo la llamada segunda revolución cuántica", según la secretaria de Políticas Digitales de la Generalitat, Gina Tost. El proyecto también ha recibido otros soportes como el premio de la Real Sociedad Española de Física, y proyectos y becas de la Fundación BBVA, la Fundación Ramón Areces, la Fundación La Caixa y la Fundación Cellex.

El Gobierno ha explicado que Quione es uno de los ocho proyectos del ICFO que está cofinanciando para impulsar la investigación y la innovación con el objetivo de sentar las bases de la futura Estrategia de Tecnologías Cuánticas de Catalunya. También trabajan conjuntamente en el anillo de comunicaciones cuánticas en el área metropolitana de Barcelona, ​​el diseño y desarrollo de sensores cuánticos magnéticos para materiales y neuromedicina y la divulgación y promoción de las tecnologías cuánticas y su aplicación e impacto en Cataluña.