Físicos estadounidenses consiguen convertir iones en ‘gatos cuánticos’

El gato de Schrödinger es un experimento clásico de la mecánica cuántica ideado por Erwin Schrödinger en 1935. Propone que puedes (hipotéticamente) poner un gato en una caja con explosivos que tienen el 50% de probabilidades de detonar cuando cierras la caja. La historia tiene más de cruel que de extraordinaria, pero no sabrás en qué estado se encuentra tu gato hasta que abras la caja. Lo intricado de este escenario hipotético es que, hasta ese momento, tu mascota se encuentra en dos estados simultáneamente: muerto y vivo.

Unas décadas después de que Schrödinger ideara este experimento para reflexionar sobre la naturaleza de la realidad en nuestro Universo, y demostrar lo raro del comportamiento cuántico, los físicos se dieron cuenta que los átomos pueden comportarse como una versión real de los estados gemelos del gato.  Y ahora, investigadores del Joint Quantum Institute (JQI) han conseguido convertir iones individuales en los denominados estados de gato cuánticos, mediante pulsos láser ultra-rápidos que separan los estados cuánticos internos del ion. Los resultados se detallan en un artículo de la revista Nature Communications.    

Los investigadores desarrollaron un nuevo experimento que consiste en colocar un solo ión de iterbio en una superposición -una combinación cuántica- de dos estados diferentes. Inicialmente, estos estados se mueven juntos en su ambiente común, compartiendo el mismo movimiento, pero una serie de pulsos de láser cuidadosamente programados y ultrarrápidos aplican fuerzas diferentes a los dos estados de iones, empujándolos en direcciones opuestas. La superposición original persiste, pero los estados terminan oscilando fuera de fase el uno con el otro.

Usando esta técnica, el equipo de JQI consiguió separar los estados por una distancia de casi 300 nanómetros, aproximadamente doce veces más lejos de lo que se había conseguido hasta el momento. Todavía hay un solo ion, pero su naturaleza cuántica ahora se extiende a una distancia más de mil veces mayor que su tamaño original.

De este modo se pretende crear ordenadores cuánticos más precisos. Este tipo de máquinas tienden a cometer errores, y conseguir estos estados promete mediciones cuánticas más sensibles, que actúen como base para los necesarios códigos de corrección. Tales superposiciones de largo alcance son altamente sensibles, y podrían permitir mediciones precisas de interferometría de átomos o técnicas criptográficas cuánticas robustas, según los investigadores.

No te sientas mal si se te atraganta la física cuántica, el mismo Richard Feynman, conocido por sus contribuciones a la electrodinámica cuántica, dijo una vez: “Si usted piensa que ha entendido la mecánica cuántica es que no la ha entendido”. Para que tu interés no se vea frustrado, en este artículo encontrarás unas viñetas que te puede que no te yuden a comprender esta ciencia mágica, pero sí a tomártelo con humor. 

Beatriz de Vera
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