El gato de Schrödinger está en un chip cuántico donde se encuentra muerto y vivo al mismo tiempo
Investigadores logran recrear el famoso experimento del gato de Schrödinger en un chip cuántico con silicio, un avance en física cuántica aplicada.
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En un avance que combina física cuántica y tecnología moderna, científicos han llevado la paradoja del “gato de Schrödinger” a un chip cuántico. Este logro, detallado en la revista Nature Physics, recrea un estado de superposición cuántica en el espín nuclear del antimonio-123, incrustado en un cristal de silicio. Este desarrollo podría revolucionar áreas como la computación cuántica y los sensores avanzados.
El “gato”, que en su versión original está vivo y muerto hasta ser observado, sirve como metáfora perfecta para ilustrar la superposición cuántica. Ahora, gracias a este experimento, este principio deja de ser solo una abstracción para convertirse en un fenómeno controlado y medible en un entorno físico. El silicio, base de los semiconductores, juega un papel crucial y muestra su potencial como soporte para tecnologías cuánticas.
El gato de Schrödinger es un experimento mental, a veces descrito como una paradoja, ideado por el físico austriaco-irlandés Erwin Schrödinger en 1935.
¿Qué es el “gato de Schrödinger”?
Propuesto en 1935 por Erwin Schrödinger, el experimento mental del “gato de Schrödinger” explica cómo una partícula puede existir en dos estados simultáneamente hasta ser medida. En el experimento, un gato dentro de una caja puede estar vivo y muerto a la vez, depende de la desintegración de una partícula radiactiva. Esta paradoja busca ilustrar uno de los principios más desconcertantes de la mecánica cuántica: la superposición.
Esquema del qudit nuclear de 8 dimensiones de un isótopo en silicio, incluyen su entorno físico y los estados cuánticos. Fuente: Nature
Este concepto es clave para la computación cuántica, donde los qubits, las unidades de información cuántica, deben mantener varios estados al mismo tiempo. En este estudio, los científicos han logrado recrear la idea del gato, manipulando estados cuánticos complejos en un entorno sólido. El antimonio-123 actúa como la representación del gato, permitiendo observar y controlar la superposición en condiciones experimentales.
¿Cómo se creó un estado cuántico en silicio?
El experimento utilizó chips de silicio que contenían átomos de antimonio-123. Este isótopo, gracias a su estructura nuclear con un espín de I = 7/2, permite generar configuraciones cuánticas complejas. Los investigadores aplicaron campos magnéticos y microondas para inducir y controlar la superposición cuántica en los espines nucleares.
El resultado fue un nivel de precisión sin precedentes, donde los estados cuánticos no solo se crearon, sino que permanecieron estables durante el tiempo necesario para ser medidos. Además, se desarrolló un método innovador para leer estos estados sin destruirlos, superando uno de los mayores desafíos de la física cuántica. Este enfoque demuestra que las propiedades del silicio no solo son compatibles con la tecnología cuántica, sino que pueden facilitar su integración en dispositivos comerciales.
Implicaciones tecnológicas y científicas de este desarrollo
Este avance tiene profundas implicaciones para el futuro de la tecnología. Al estar basado en silicio, el sistema puede adaptarse fácilmente a los procesos de fabricación de semiconductores actuales, abriendo la puerta a computadoras cuánticas escalables. Esto facilita el desarrollo de qubits estables y manipulables, esenciales para llevar la computación cuántica al mercado.
Además, este logro impactará en áreas como la criptografía, donde la computación cuántica promete niveles de seguridad sin precedentes, y en sensores avanzados, capaces de medir campos magnéticos o gravitacionales con una precisión jamás alcanzada. Aunque persisten desafíos, como la necesidad de temperaturas extremadamente bajas, los investigadores son optimistas sobre superar estas barreras.
