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11 de junio de 2016

El 'gato' de Schrödinger, vivo y muerto en dos sitios a la vez

Un 'gato cuántico' puede estar vivo y muerto pero, además, en dos lugares al mismo tiempo.

El gato de Schrödinger es un famoso experimento mental que explora la forma en la que un sistema cuántico, como un átomo o un fotón, pueden existir en varios estados a la vez, un fenómeno conocido como superposición cuántica.

Un gato desafortunado que se encierre en una caja puede estar o no vivo, pero los científicos que analizan la caja desde fuera no pueden saber su estado a menos que la abran. El animal, por tanto, puede estar tanto vivo como muerto cuando no se le observa.

De forma similar, en física cuántica, las partículas subatómicas pueden estar en un estado o en otro. Sin embargo, estas partículas también pueden estar entrelazadas, 'conectadas' de alguna forma en un estado único a través del espacio.

Ahora investigadores de la Universidad de Yale (EE UU) demuestran con un experimento que un 'gato cuántico' puede estar vivo y muerto pero, además, en dos lugares al mismo tiempo, según publican esta semana en la revista Science.

"El objetivo de nuestra plataforma es investigar y arrojar luz sobre la naturaleza del entrelazamiento, aplicándolo potencialmente a la computación cuántica y a la comunicación a larga distancia", declara a Sinc Yvonne Gao, coautora del trabajo. "Mediante la explotación de estos estados entrelazados, también se allana el camino para realizar operaciones lógicas entre dos bits cuánticos con errores corregibles".

Fotones en cajas

Para realizar el experimento, los científicos indujeron a un conjunto de fotones a tener estados iguales, entrelazarse. Para ello diseñaron un sistema con dos cavidades separadas (denominadas Alice y Bob, que actúan de 'cajas'), y aplicaron ondas de luz, de tal manera que solo una longitud de onda puede existir en las cavidades en un momento dado, lo que las otorga cualidades similares aunque estén distanciadas.

Las dos cavidades se puentearon con un superconductor, un átomo artificial que permite manipular los estados cuánticos dentro de los cajas. Así, el equipo sometió los fotones de una cavidad a un laberinto de puertas que les proporcionó un patrón de giros distintivo. De esta forma, los investigadores pudieron darle a los fotones dos estados distintos (como el gato vivo o muerto) y observaron el mismo estado en los fotones de la cavidad de al lado.

Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Múnich (Alemania), indica a EL MUNDO que ya se habían creado estados parecidos relacionados con el gato de Schrödinger con otros sistemas: "En particular, hace 3 años dieron el premio Nobel a Haroche y Wineland por, entre otras cosas, crearlos con fotones e iones, respectivamente. La diferencia es que en el presente artículo se usan bastantes más fotones, creados de una manera distinta, con dos cavidades separadas en el espacio y con un experimento mucho más controlado". A su juicio, las aplicaciones en computación cuántica "no son directas, pero sí que van en la buena dirección".

El artículo completo en:

El Mundo Ciencia

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