Un equipo de científicos ha logrado un avance significativo en la metrología eléctrica con la creación de un dispositivo cuántico unificado capaz de medir con precisión las tres unidades fundamentales de la electricidad: el amperio, el voltio y el ohmio. Esta innovación promete simplificar las mediciones eléctricas, aumentar drásticamente la precisión y minimizar el error humano.
El dispositivo integra un resistor de efecto Hall cuántico anómalo (QAHR) y un estándar de voltaje Josephson programable (PJVS) dentro de un solo criostato, proporcionando el entorno de baja temperatura necesario para su funcionamiento. Superando el desafío de integrar estos sistemas, que típicamente requieren condiciones operativas distintas, se logró mediante el uso de un nuevo material que exhibe sus funciones cuánticas sin necesidad de un campo magnético.
Este avance se alinea con la tendencia hacia la metrología cuántica, donde las unidades eléctricas se definen cada vez más en términos de constantes fundamentales como la carga elemental y la constante de Planck, permitiendo realizaciones intrínsecas y de alta precisión. El dispositivo integrado mide voltajes desde 0.24 milivoltios hasta 6.5 milivoltios con un error mínimo, y realiza mediciones de resistencia y corriente eléctrica con una precisión extremadamente alta.
Se espera que esta tecnología sea adoptada por laboratorios de primer nivel e instituciones de metrología nacionales, lo que podría conducir a datos más exactos y fiables en diversos campos científicos e industriales. La capacidad de unificar estas mediciones en un solo dispositivo reduce la complejidad y el costo asociados con sistemas de medición separados.
La investigación, publicada en Nature Electronics, anticipa que este paso pionero hacia un instrumento cuántico multifunción estimulará una mayor innovación en sistemas de materiales topológicos y diseño de criostatos. Este avance es particularmente relevante en el contexto de la modernización de las redes eléctricas y la creciente demanda de mediciones precisas en aplicaciones como la energía renovable y los sistemas de redes inteligentes.