MADRID, 7 Abr. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigación de Innsbruck, Austria, ha logrado crear los llamados estados calientes del gato de Schrödinger en un resonador de microondas superconductor.
El estudio, publicado recientemente en 'Science Advances', demuestra que los fenómenos cuánticos también pueden observarse y utilizarse en condiciones menos perfectas y más cálidas.
Los estados del gato de Schrödinger son un fenómeno fascinante de la física cuántica, en el que un objeto cuántico existe simultáneamente en dos estados diferentes. El experimento mental de Erwin Schrödinger trata de un gato que está vivo y muerto al mismo tiempo. En experimentos reales, esta simultaneidad se ha observado en la ubicación de átomos y moléculas, así como en las oscilaciones de resonadores electromagnéticos. Anteriormente, estos análogos del experimento mental de Schrödinger se creaban enfriando primero el objeto cuántico a su estado fundamental, el estado con la energía más baja posible.
Ahora, investigadores dirigidos por Gerhard Kirchmair y Oriol Romero-Isart de la Universidad de Innsbruck han demostrado por primera vez que es posible crear superposiciones cuánticas a partir de estados excitados térmicamente. "Schrödinger también supuso la existencia de un gato vivo, es decir, un gato 'caliente', en su experimento mental", comenta en un comunicado Gerhard Kirchmair, del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck y del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI) de la Academia Austriaca de Ciencias (ÖAW). "Queríamos saber si estos efectos cuánticos también pueden generarse si no partimos del estado fundamental 'frío'", explica Kirchmair.
En su estudio, los investigadores utilizaron un cúbit transmon en un resonador de microondas para generar los estados felinos. Lograron crear las superposiciones cuánticas a temperaturas de hasta 1,8 Kelvin, sesenta veces más altas que la temperatura ambiente en la cavidad. "Nuestros resultados demuestran que es posible generar estados cuánticos altamente mixtos con propiedades cuánticas distintas", agrega Ian Yang, quien realizó los experimentos descritos en el estudio.
PROTOCOLOS ESPECIALES
Los investigadores utilizaron dos protocolos especiales para crear los estados gato de Schrödinger calientes. Estos protocolos se habían empleado previamente para producir estados cat a partir del estado fundamental del sistema. "Resultó que los protocolos adaptados también funcionan a temperaturas más altas, generando interferencias cuánticas distintivas", afirma Oriol Romero-Isart, hasta hace poco catedrático de Física Teórica en la Universidad de Innsbruck y líder del grupo de investigación en el IQOQI Innsbruck y, desde 2024, director del ICFO (Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona). "Esto abre nuevas oportunidades para la creación y el uso de superposiciones cuánticas, por ejemplo, en osciladores nanomecánicos, para los cuales alcanzar el estado fundamental puede ser un desafío técnico".
Estos hallazgos de investigación podrían beneficiar el desarrollo de tecnologías cuánticas. "Nuestro trabajo revela que es posible observar y utilizar fenómenos cuánticos incluso en entornos menos ideales y más cálidos", enfatiza Gerhard Kirchmair. "Si podemos crear las interacciones necesarias en un sistema, la temperatura, en última instancia, no importa".