Ciencia europea para seguir avanzando en la física más moderna

Las mediciones a escala molecular que se sirven de tecnología cuántica podrían ofrecer progresos en abundantes campos, como la computación o la medicina.

SQUTEC (Solid State Quantum Technology and Metrology Using Spins), un proyecto financiado con fondos europeos, trabaja en este sentido aprovechando un defecto de diamante y sus propiedades de espín magnéticas.

Sus responsables ya han entablado lazos con la industria de la computación. El profesor Jörg Wrachtrup, de la Universidad de Stuttgart y beneficiario de una subvención avanzada del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por el proyecto SQUTEC, explicó el tema del mismo: «La computación moderna que aprovecha las técnicas convencionales ha llegado a su límite en cuanto a miniaturización y velocidades óptimas. El paso siguiente es la tecnología cuántica. Se trata de una forma nueva de computar. Estamos mostrando que estos defectos en diamantes, o momentos magnéticos, pueden aprovecharse para la computación cuántica».

«Durante el proceso y sin esperarlo, descubrimos que estos defectos en diamantes eran asombrosamente positivos. Eran muy sensibles a los campos magnéticos, los campos electrónicos, las temperaturas y las presiones», añadió.

El proyecto ha entablado cooperaciones con la industria dedicada a los discos duros, pero la tecnología tiene aplicaciones en ámbitos como la biología aplicada o molecular. «Podemos lograr progresos en imagen médica y mejorar la neurología y la detección de tumores», resumió el profesor Wrachtrup.

El proyecto tenía el propósito de desarrollar sistemas de un espín complejos a partir de los defectos de diamante. Estos sistemas pueden emplearse para investigar propiedades físicas fundamentales como la naturaleza cuántica del espín de estado sólido y su aprovechamiento en dispositivos de detección.

Tecnología pionera

En SQUTEC ya han creado un prototipo y según adelantó el profesor Wrachtrup: «A continuación lo instalaremos en una herramienta de control de la calidad en una cadena de producción. Los dispositivos electrónicos y los discos duros comprobados con esta tecnología podrían comercializarse en los próximos dos o tres años».

El profesor añadió que la tecnología creada por SQUTEC es pionera en este campo: «Es el primer sensor cuántico que funciona en condiciones normales. Hasta ahora no existía ningún sensor con resolución en la nanoescala. Nuestros dispositivos podrían generar revoluciones en aplicaciones de imágenes para investigar materiales o dedicadas a la biociencia. Es un campo de investigación completamente nuevo».

Una de las principales ventajas de la tecnología es que permite realizar detecciones cuánticas en condiciones normales. «Es mucho más barato y versátil trabajar con dispositivos que no precisan condiciones especiales como temperaturas muy bajas o el vacío», aclaró el profesor Wrachtrup.

Las tecnologías existentes como SQUID ofrecen resultados positivos a escalas micro y milimétricas pero también precisan de que las condiciones sean muy frías. Esta tecnología funciona a temperaturas normales y puede realizar mediciones nanométricas.

La Unión Europea no es la única región trabajando en este campo; otras como Estados Unidos, Australia y China tienen propuestas en fase de prueba de concepto. No obstante, «el interés comercial es intenso y desde el sector industrial se trabaja en pos de esta tecnología», concluyó el profesor Wrachtrup.

El proyecto SQUTEC finalizó en febrero de 2016.