{"id":79558,"date":"2025-07-15T01:20:15","date_gmt":"2025-07-15T06:20:15","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=79558"},"modified":"2025-07-15T01:20:17","modified_gmt":"2025-07-15T06:20:17","slug":"primer-chip-cuantico-electronico-fotonico-es-creado-en-una-fundicion-comercial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/07\/15\/primer-chip-cuantico-electronico-fotonico-es-creado-en-una-fundicion-comercial\/","title":{"rendered":"Primer chip cu\u00e1ntico-electr\u00f3nico-fot\u00f3nico es creado en una fundici\u00f3n comercial"},"content":{"rendered":"\n

En un hito para las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas escalables, cient\u00edficos de la Universidad de Boston (BU), UC Berkeley y la Universidad Northwestern han informado sobre el primer sistema electr\u00f3nico-fot\u00f3nico-cu\u00e1ntico del mundo en un chip, seg\u00fan un estudio\u00a0publicado<\/a>\u00a0en\u00a0Nature Electronics. El sistema combina fuentes de luz cu\u00e1ntica y electr\u00f3nica estabilizadora mediante un proceso est\u00e1ndar de fabricaci\u00f3n de semiconductores de 45 nan\u00f3metros para producir flujos fiables de\u00a0pares de fotones<\/a>\u00a0correlacionados (part\u00edculas de luz), un recurso clave para las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas emergentes. Este avance allana el camino para chips de “f\u00e1brica de luz cu\u00e1ntica” de producci\u00f3n en masa y sistemas cu\u00e1nticos a gran escala construidos a partir de muchos de estos chips que trabajan en conjunto.<\/p>\n\n\n\n

“La computaci\u00f3n, la comunicaci\u00f3n y la detecci\u00f3n cu\u00e1nticas est\u00e1n en un camino de d\u00e9cadas desde su concepci\u00f3n hasta su realizaci\u00f3n”, afirma Milo\u0161 Popovi\u0107, profesor asociado de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica en la BU y autor principal del estudio. “Este es un peque\u00f1o paso en ese camino, pero importante, ya que demuestra que podemos construir sistemas cu\u00e1nticos repetibles y controlables en fundiciones de semiconductores comerciales”.<\/p>\n\n\n\n

“El tipo de colaboraci\u00f3n interdisciplinaria que este trabajo requiri\u00f3 es justo lo que se necesita para trasladar los sistemas cu\u00e1nticos del laboratorio a plataformas escalables”, afirma Prem Kumar, profesor de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica en Northwestern y pionero en\u00a0\u00f3ptica cu\u00e1ntica<\/a>. “No habr\u00edamos podido lograrlo sin los esfuerzos conjuntos en electr\u00f3nica, fot\u00f3nica y medici\u00f3n cu\u00e1ntica”.<\/p>\n\n\n\n

Al igual que los chips electr\u00f3nicos se alimentan mediante\u00a0corriente el\u00e9ctrica<\/a>\u00a0y los enlaces de comunicaci\u00f3n \u00f3ptica mediante\u00a0luz l\u00e1ser<\/a>, las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas futuras requerir\u00e1n un flujo constante de unidades de recursos de luz cu\u00e1ntica para realizar sus funciones. Para lograrlo, los investigadores crearon una serie de “f\u00e1bricas de luz cu\u00e1ntica” en un chip de silicio, cada una con unas dimensiones inferiores a un mil\u00edmetro por un mil\u00edmetro.<\/p>\n\n\n\n

La generaci\u00f3n de estados cu\u00e1nticos de luz en un chip requiere\u00a0dispositivos fot\u00f3nicos<\/a>\u00a0dise\u00f1ados con precisi\u00f3n, espec\u00edficamente, resonadores de microring (los mismos dispositivos\u00a0identificados recientemente<\/a>\u00a0por el CEO de Nvidia, Jensen Huang, como parte integral del futuro escalamiento del hardware de c\u00f3mputo de IA de Nvidia a trav\u00e9s de interconexi\u00f3n \u00f3ptica). Para generar flujos de luz cu\u00e1ntica, en forma de pares de fotones correlacionados, los resonadores deben estar sincronizados con la luz l\u00e1ser entrante que alimenta cada f\u00e1brica de luz cu\u00e1ntica en el chip (y se utiliza como combustible para el proceso de generaci\u00f3n). Sin embargo, estos dispositivos son extremadamente sensibles a las variaciones de temperatura y fabricaci\u00f3n, lo que puede desincronizarlos e interrumpir la generaci\u00f3n constante de luz cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n

Para abordar este desaf\u00edo, el equipo construy\u00f3 un sistema integrado que estabiliza activamente las fuentes de luz cu\u00e1ntica en el chip, espec\u00edficamente los resonadores de microanillos de silicio que generan los flujos de fotones correlacionados. Cada chip contiene doce de estas fuentes que operan en paralelo, y cada resonador debe mantenerse sincronizado con la luz l\u00e1ser entrante incluso en presencia de variaciones de temperatura e interferencias de dispositivos cercanos, incluidas las otras once fuentes de pares de fotones en el chip.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Sistema cu\u00e1ntico electr\u00f3nico-fot\u00f3nico en chip. Cr\u00e9dito:\u00a0Nature Electronics\u00a0(2025). DOI: 10.1038\/s41928-025-01410-5.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

“Lo que m\u00e1s me entusiasma es que integramos el control directamente en el chip, estabilizando un proceso cu\u00e1ntico en tiempo real”, afirma Anirudh Ramesh, estudiante de doctorado en Northwestern, quien dirigi\u00f3 las mediciones cu\u00e1nticas. “Este es un paso crucial hacia sistemas cu\u00e1nticos escalables”.<\/p>\n\n\n\n

La extrema sensibilidad de los resonadores de microring, componentes b\u00e1sicos de las fuentes de luz cu\u00e1ntica, es bien conocida y, a la vez, una ventaja y una desventaja. Es la raz\u00f3n por la que pueden generar flujos de luz cu\u00e1ntica de forma eficiente y en un \u00e1rea de chip m\u00ednima. Sin embargo, peque\u00f1os cambios de temperatura pueden desbaratar el proceso de generaci\u00f3n de pares de fotones.<\/p>\n\n\n\n

El equipo de la BU resolvi\u00f3 este problema integrando fotodiodos dentro de los resonadores, lo que permite monitorear la alineaci\u00f3n con el l\u00e1ser incidente, preservando al mismo tiempo la generaci\u00f3n de luz cu\u00e1ntica. Los calentadores integrados en el chip y la l\u00f3gica de control ajustan continuamente la resonancia en funci\u00f3n de la deriva.<\/p>\n\n\n\n

“Un reto clave en relaci\u00f3n con nuestro trabajo anterior fue impulsar el dise\u00f1o fot\u00f3nico para cumplir con los exigentes requisitos de la \u00f3ptica cu\u00e1ntica, sin salirse de las estrictas limitaciones de una plataforma CMOS comercial”, afirma Imbert Wang, estudiante de doctorado de la Universidad de Boston, quien dirigi\u00f3 el dise\u00f1o del dispositivo fot\u00f3nico. “Esto permiti\u00f3 el codise\u00f1o de la electr\u00f3nica y la \u00f3ptica cu\u00e1ntica como un sistema unificado”.<\/p>\n\n\n\n

Dado que el chip utiliza retroalimentaci\u00f3n integrada para estabilizar cada fuente, se comporta de forma predecible a pesar de los cambios de temperatura y las variaciones de fabricaci\u00f3n, un requisito esencial para la ampliaci\u00f3n de los sistemas cu\u00e1nticos. Se fabric\u00f3 en una plataforma comercial de chips semiconductores complementarios de \u00f3xido met\u00e1lico (CMOS) de 45 nan\u00f3metros, desarrollada originalmente mediante una estrecha colaboraci\u00f3n entre la Universidad de Boston (BU), la Universidad de California en Berkeley (UC Berkeley), GlobalFoundries y la startup de Silicon Valley, Ayar Labs, que surgi\u00f3 de la investigaci\u00f3n de ambas universidades y ahora es l\u00edder en la industria de chiplets de interconexi\u00f3n \u00f3ptica. Gracias a la nueva colaboraci\u00f3n con Northwestern, ese mismo proceso de fabricaci\u00f3n ahora permite no s\u00f3lo interconexiones \u00f3pticas avanzadas para IA y supercomputaci\u00f3n, sino tambi\u00e9n, como se muestra en el estudio, sistemas fot\u00f3nicos cu\u00e1nticos complejos en una plataforma de silicio escalable.<\/p>\n\n\n\n

“Nuestro objetivo era demostrar que los sistemas fot\u00f3nicos cu\u00e1nticos complejos pueden construirse y estabilizarse completamente dentro de un chip CMOS”, afirma Daniel Kramnik, estudiante de doctorado en UC Berkeley, quien dirigi\u00f3 el dise\u00f1o, el empaquetado y la integraci\u00f3n del chip. “Esto requiri\u00f3 una estrecha coordinaci\u00f3n entre dominios que normalmente no se comunican entre s\u00ed”.<\/p>\n\n\n\n

A medida que los sistemas fot\u00f3nicos cu\u00e1nticos progresan en escala y complejidad, chips como este podr\u00edan convertirse en bloques de construcci\u00f3n para tecnolog\u00edas que abarcan desde redes de comunicaci\u00f3n seguras hasta detecci\u00f3n avanzada y, eventualmente, infraestructura\u00a0de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En un hito para las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas escalables, cient\u00edficos de la Universidad de Boston (BU), UC Berkeley y la Universidad Northwestern han informado sobre el primer sistema electr\u00f3nico-fot\u00f3nico-cu\u00e1ntico del mundo en un chip, seg\u00fan un estudio\u00a0publicado\u00a0en\u00a0Nature Electronics. El sistema combina fuentes de luz cu\u00e1ntica y electr\u00f3nica estabilizadora mediante un proceso est\u00e1ndar de fabricaci\u00f3n de semiconductores […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":79578,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[14],"tags":[],"class_list":["post-79558","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79558","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=79558"}],"version-history":[{"count":18,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79558\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":79577,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/79558\/revisions\/79577"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/79578"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=79558"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=79558"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=79558"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}