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Este nombre, cada vez más presente en publicaciones científicas, engloba en sí mismo muchos retos tecnológicos. Son varias las compañías dedicadas al desarrollo de ordenadores cuánticos: IBM, Google, etc.

En una computadora que podemos definir como clásica, el procesador trabaja con bits o estados definidos tradicionalmente 1 o 0, teniendo necesariamente que estar en uno u otro estado. En una computadora cuántica esos estados, llamados qubits o bits cuánticos, ya no están necesariamente definidos hasta no hacer colapsar su función de onda, es decir, no sólo contiene el estado definido como 1 y el definido como 0, sino que también contiene la superposición de ambos estados, o lo que es lo mismo, contiene a la vez el 1 y el 0. Este principio enraizado en el origen de la física cuántica abre nuevas posibilidades de computación, haciendo accesible (al menos en teoría) problemas que serían irresolubles mediante un computador clásico.

Entender en profundidad la superposición de estados y el mismo concepto de lo que denominamos función de onda escapa de lejos de las pretensiones de este artículo, cualquier libro de física cuántica cumplirá mejor ese cometido.

Para conseguir un qubit es necesario tener control sobre los “estados” de un sistema cuántico. Los estados cuánticos sólo aparecen en lo que denominamos estado fundamental, para lo que se requiere que la energía en dicho sistema sea comparable a KBT, es decir, para entrar en lo que podemos denominar “régimen cuántico” del material necesitamos reducir en la mayor medida posible su temperatura. En caso contrario, lo que denominamos “ruido térmico” impedirá interactuar con esos cuánticos, o al menos, hacerlo de forma controlada para generar la base de la computación: las puertas lógicas.

Un conjunto de átomos atrapados en un campo magnético y enfriados mediante un láser (Laser Cooling) puede considerarse como un primer modelo de ordenador cuántico. El control de los espines nucleares en un sistema de resonancia magnética también, sin embargo, ambos sistemas conllevan muchas dificultades de control sobre los qubits, pese a tener junto con otras propuestas un inicio prometedor no han conseguido un gran nivel de desarrollo.

Dado que las bajas temperaturas y el control térmico son elementos imprescindibles para la computación cuántica, los criostatos tienen un papel fundamental en el desarrollo de esta tecnología cuántica. Estos ordenadores cuánticos requieren temperaturas típicamente inferiores a 10 mk de temperatura absoluta. Cualquiera que compare una fotografía de un criostato de dilución adiabática y un ordenador cuántico no podrá distinguir cuál es cuál, básicamente porque el criostato es el core del computador cuántico.

Se usan los sistemas de dilución adiabática basados en mezclas de isótopos He3/He4 por ser los que permiten alcanzar temperaturas menores de forma controlada y en ciclo cerrado, es decir, sin pérdidas significativas del refrigerante. Para que nos hagamos una idea, el Helio-3 que se comporta como un superfluido a temperaturas de 2,44 mK y una presión de 34 bar.
IBM y Google son las empresas que mayores éxitos han cosechado. IBM generando ordenadores de 20 qubits en combinación con un procesador tradicional y de 54 qubits en el caso de Google.
 
Pero los avances en este campo están siendo sorprendentes, recientemente un grupo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) ha desarrollado un procesador cuántico con la mayor cantidad de qubits superconductores del mundo.
Janis Research lleva más de 50 años diseñando y construyendo criostatos. Su división de ultrabajas temperaturas Janis ULT fabrica los criostatos de dilución que Google utiliza en sus ordenadores cuánticos. En Helium 3 Technologies nos sentimos orgullosos de representar a Janis, compañía líder en desarrollo tecnológico de estos sistemas.
 
*Kb= constante de Boltzman