Els ordinadors quàntics són una tecnologia molt complexa, amb dos grans reptes tècnics: la miniaturització dels qubits i la millora de la seva qualitat. Els qubits són l’element fonamental de la computació quàntica i, a diferència dels bits convencionals, aprofiten propietats quàntiques com la superposició i l’entrellaçament per manipular informació d’una manera molt més potent.

Actualment, empreses com IBM treballen per augmentar el nombre de qubits en un sol processador, però això implica fabricar xips molt grans, difícils d’escalar. La solució ideal és augmentar la densitat de qubits sense perdre qualitat, ja que no serveix de res tenir molts qubits si no són fiables.

Un equip de l’MIT ha aconseguit reduir la mida dels qubits i minimitzar la interferència entre ells. Ho han fet utilitzant materials bidimensionals, especialment el nitru de bor hexagonal (hBN), un aïllant amb molt pocs defectes. Gràcies a aquest material, han pogut fabricar condensadors superconductors molt més petits, que permeten augmentar cent vegades la densitat de qubits en un mateix xip.

Aquest avenç és possible perquè el hBN, en forma de poques capes d’àtoms, s’utilitza com a aïllant entre làmines de metall superconductor (com el diseleniur de niobi). Aquest “sandvitx” aïllant fa que gairebé tot el camp elèctric es mantingui dins la estructura, reduint la degradació i la interferència entre qubits veïns. A més, això es tradueix en qubits més petits i de més qualitat.

El principal repte de futur serà fabricar aquests materials bidimensionals a escala de wafer (oblea sencera), però la recerca de l’MIT obre el camí perquè altres materials híbrids 2D s’utilitzin per construir circuits quàntics més densos i eficients.

En resum: l’ús de nous materials 2D com el hBN permet fabricar qubits superconductors més petits i fiables, facilitant així l’escalabilitat dels ordinadors quàntics i acostant-nos a la computació quàntica a gran escala.