Científicos logran extraer señales eléctricas de materiales cuánticos aislantes y despejan el camino hacia los ordenadores cuánticos topológicos

Un equipo de investigación de la Universidad de Tokio, en colaboración con la Universidad de Tohoku y la Agencia de Energía Atómica de Japón, ha logrado un avance sin precedentes en el campo de la computación cuántica. Los investigadores consiguieron extraer señales eléctricas de un material conocido como α-RuCl3, un aislante que se encuentra en un estado de “líquido de espín cuántico”, considerado hasta ahora inaccesible para la lectura eléctrica. El hallazgo, publicado ayer en la revista científica Newton, representa un paso crucial para el desarrollo de ordenadores cuánticos topológicos, capaces de operar con una tolerancia al ruido muy superior a los prototipos actuales.

La hazaña, anunciada oficialmente el 22 de abril por la Escuela de Ciencias de la Universidad de Tokio, rompe una barrera que mantenía estancada a toda una rama de la física cuántica . El material protagonista es el α-RuCl3 (tricloruro de rutenio), un compuesto que alberga en su interior un “líquido de espín cuántico”, un estado exótico de la materia donde la información se protege mediante propiedades topológicas, lo que lo hace ideal para construir qubits inmunes al ruido externo .

Sin embargo, existía un problema fundamental: el α-RuCl3 es un aislante eléctrico. Hasta ahora, no había manera de leer eléctricamente la información almacenada en su interior, un requisito indispensable para cualquier aplicación práctica en computación. El grupo de investigación, liderado por Hiroshi Idzuchi (Universidad de Tokio), Yong P. Chen (Universidad de Tohoku) y Motoi Kimata (Agencia de Energía Atómica de Japón), resolvió este obstáculo mediante una ingeniosa arquitectura de dispositivo .

Los científicos fabricaron una interfaz entre una capa de platino (Pt) y el material aislante α-RuCl3. Al hacer circular una corriente eléctrica a través del platino y aplicar un campo magnético rotatorio, lograron detectar cambios en la resistencia del dispositivo que reflejaban fielmente la información de espín en el material adyacente . En otras palabras, lograron “escuchar” eléctricamente lo que ocurría dentro del aislante cuántico.

Este resultado no solo demuestra que es posible controlar y leer estos esquivos estados cuánticos, sino que acerca la posibilidad de construir los llamados ordenadores cuánticos topológicos. A diferencia de los ordenadores cuánticos actuales, extremadamente sensibles a cualquier perturbación, los topológicos almacenarían información en propiedades globales del material, haciéndolos virtualmente inmunes a errores causados por el calor, el ruido electromagnético o las vibraciones.

El trabajo se suma a una serie de descubrimientos recientes en el campo de la física cuántica. Tan solo un día antes, otro equipo de la Universidad Cornell había desmentido la presencia de los escurridizos fermiones de Majorana en el mismo compuesto, demostrando en cambio un nuevo efecto cuántico llamado “viscosidad Hall” . Mientras que el hallazgo de Cornell resuelve un misterio de 2018 al explicar un comportamiento anómalo del α-RuCl3 sin necesidad de partículas exóticas, el éxito japonés demuestra que el material sigue siendo inmensamente valioso, aunque por razones diferentes.

Ambos estudios, publicados con apenas horas de diferencia, reflejan la intensa carrera global por dominar la computación cuántica de próxima generación. La industria tecnológica lleva años invirtiendo miles de millones en esta área, con gigantes como Amazon y Anthropic destinando sumas récord a infraestructura de computación avanzada . El avance japonés, al ofrecer una vía práctica para interactuar eléctricamente con los estados de espín cuántico, podría acelerar significativamente el desarrollo de prototipos funcionales en los próximos años.

El siguiente paso del equipo será optimizar la interfaz y escalar el sistema para operar con múltiples qubits. Aunque los ordenadores cuánticos topológicos plenamente funcionales siguen siendo una meta a mediano plazo, la comunidad científica recibe este 23 de abril con la certeza de que se ha derribado una de las barreras más formidables en el camino hacia la computación del futuro.