Lo más probable es que hayas oído hablar de la paradoja del gato de Schrödinger. Estamos hablando de un gato hipotético dentro de una caja, que se encuentra simultáneamente en dos estados, vivo y muerto, hasta que abrimos la caja para mirar. Esta es la llamada superposición cuántica. Entonces, los físicos de la Universidad de Yale descubrieron cómo almacenar ambos estados de un gato en dos cajas a la vez. Los científicos compartieron su trabajo en las páginas de la revista Science.
Técnicamente hablando, no hay gato. Estamos hablando del llamado "estado gato", cuyo papel lo desempeñan dos (o más) partículas que se encuentran simultáneamente en dos estados diferentes. Durante décadas, Schrödinger's Cat fue solo un experimento hipotético, pero en 2005, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. Creó con éxito un verdadero "estado de gato" en un entorno de laboratorio. Para hacer esto, utilizaron seis átomos en el "estado de giro hacia arriba" y en el "estado de giro hacia abajo". Para que sea más fácil de entender, imagine un reloj que va en sentido horario y antihorario al mismo tiempo. Desde entonces, sus experimentos con "estados felinos" se han llevado a cabo con fotones.
Los físicos de la Universidad de Yale, a su vez, pudieron alcanzar un nuevo nivel. No solo usaron fotones en una superposición cuántica de estados, también los enredaron. Es decir, en otras palabras, lograron que cuando cambia el estado de un fotón, cambia el estado de otro fotón, incluso si están separados entre sí. Cabe señalar que este es uno de los aspectos más complejos, confusos y extraños de la mecánica cuántica. Albert Einstein una vez llamó a todo esto "acción espeluznante a distancia".
"Tenemos dos gatos de Schrödinger pequeños y sencillos, ambos en sus cajas y ambos en un estado de enredo".
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Para crear la fortuna, los científicos construyeron una pequeña cámara con dos cavidades de aluminio separadas. Los fotones de microondas colocados en el interior comenzaron a golpear las paredes de las cavidades, y gracias a esto, los científicos pudieron combinarlos con un átomo artificial de zafiro superconductor. El resultado son dos tipos de gatos vivos / muertos hechos con luz de microondas y que están en dos cajas diferentes al mismo tiempo.
“Tenemos un gato grande e inteligente. No permanece en una caja, ya que el estado cuántico se divide entre dos cavidades y no se puede describir por separado”, dice el autor principal del estudio, Chen Wang.
"También se puede considerar la alternativa, en la que dos pequeños y simples gatos de Schrödinger, cada uno en su propia caja, se encuentran en un estado de confusión".
Una investigación como esta es muy importante para el futuro de la computación cuántica. A diferencia de las computadoras clásicas, que usan bits, que son ceros y unos, las computadoras cuánticas almacenan información en los llamados qubits. Los qub, a su vez, pueden estar en dos estados a la vez, cero y uno, al igual que el gato de Schrödinger puede estar simultáneamente en estados "vivo" y "muerto" siempre que nadie esté observando. Podemos decir que el estado de superposición es muy frágil. Por tanto, la información cuántica debe estar protegida de cualquier tipo de ruido ambiental. Después de todo, la más mínima interferencia, por ejemplo, un fotón choca con un átomo que se utiliza para codificar y almacenar su información, hará que todo el sistema se "decodifique" inmediatamente. En otras palabras, se perderá la superposición del estado cuántico,lo que provocará fallos en todo el sistema.
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Estudiar los estados en los que puede estar un "gato" es interesante porque puede ser muy útil para almacenar información cuántica. Y la capacidad de crear estados cat en dos cajas diferentes, según el coautor del estudio, Robert Scholskoff, es "el primer paso para crear una operación lógica entre dos bits cuánticos y abrir la posibilidad de corrección de errores".
NIKOLAY KHIZHNYAK
