Un
gato está encerrado en una caja opaca junto a un veneno, un martillo y un
detector de radiación. A partir de aquí, pueden ocurrir dos cosas: q el
detector accione el mecanismo y q el veneno quede en aire, siendo inhalado x el
gato, q morirá; o q el detector no capte nada y, x tanto, ni se accione el
mecanismo ni se libere el gas tóxico. Y hasta q no abramos la caja, el gato
está vivo y muerto a la vez
Este
es el experimento del gato de Schrödinger, q intenta explicar la naturaleza de
la física cuántica y su principio de superposición, en el q se pueden dar dos
estados a la vez. Aunque no es posible con los gatos, ya q no son sistemas
cuánticos y en ellos rige la física clásica, permite hacernos una idea de
lo q ocurre en el mundo subatómico, en el q hay interacciones q parecen ciencia
ficción
La
determinación de q el gato esté vivo o muerto lo marca el momento
en el q abrimos la caja. Hasta entonces, la superposición de estados y la
imprevisibilidad reinan dentro de ella. Estas dos premisas han sido dogmas
en la física cuántica. Sin embargo, un experimento ha conseguido predecir q
pasará con el mítico gato, acabando con el segundo de los principios descritos
y, además, pudiendo revertir el proceso
La
investigación, publicada en la edición de la revista “Nature” y realizada en el
laboratorio del profesor de Yale Michel Devoret y propuesto x el
autor principal Zlatko Minev, afirma q el salto cuántico, q es el
momento en el q se decide si el gato vive o muere, no es tan abrupto ni
tan aleatorio como se pensaba hasta la fecha
Para
un objeto pequeño como un electrón, una molécula o un átomo artificial q
contiene información cuántica (conocida como cúbit o bit cuántico), un salto
cuántico es la transición repentina de uno de sus estados de energía
discretos a otro. En el desarrollo de las computadoras cuánticas, los
investigadores deben tener en cuenta los saltos de los cúbits, q son las
manifestaciones de los errores en los cálculos
Los
saltos cuánticos fueron teorizados x el físico danés Niels Bohr hace
un siglo, pero no se observaron hasta la década de 1980 en los átomos. Estos
saltos ocurren cada vez q medimos un cúbit. Se sabe q los saltos cuánticos son
impredecibles a largo plazo. A pesar de eso, queríamos saber si sería posible
obtener una señal de advertencia anticipada de q un salto está a punto de
ocurrir de manera inminente
Se
observó q el experimento se inspiraba en una predicción teórica del
profesor Howard Carmichael, de la Universidad de Auckland, pionero de
la teoría de la trayectoria cuántica y coautor del estudio. Además de su
impacto fundamental, el descubrimiento es un gran avance potencial en la comprensión
y el control de la información cuántica. Los investigadores dicen q administrar
de manera confiable los datos cuánticos y corregir los errores a medida q
ocurren es un desafío clave en el desarrollo de computadoras cuánticas
completamente útiles
El
equipo de Yale utilizó un enfoque especial para monitorizar indirectamente un átomo
artificial superconductor, con tres generadores de microondas q irradian el
átomo encerrado en una cavidad 3D hecha de aluminio. El método de monitoreo
doblemente indirecto, desarrollado x Minev para circuitos superconductores,
permite a los investigadores observar el átomo con una eficiencia sin
precedentes
La
radiación de microondas agita el átomo artificial a medida q se observa
simultáneamente, dando como resultado saltos cuánticos. La pequeña señal
cuántica de estos saltos se puede amplificar sin perder la temperatura
ambiente. Aquí, su señal puede ser monitorizada en tiempo real. Esto permitió
a los investigadores ver una repentina ausencia de fotones de detección (fotones
emitidos x un estado auxiliar del átomo excitado x las microondas). Esta
pequeña ausencia es la advertencia anticipada de un salto cuántico
“El
efecto mostrado x este experimento es el aumento de la coherencia durante el
salto, a pesar de su observación”, señala Devoret y Minev agrega: “Puedes
aprovechar esto para no solo atrapar el salto, sino también revertirlo”. Es
decir, podría ser la base de un sistema para salvar al gato. O matarle a antojo…
Este
es un punto crucial, aseguran los investigadores. Mientras q los saltos
cuánticos aparecen discretos y aleatorios a largo plazo, revertir un salto
cuántico significa q la evolución del estado cuántico posee, en parte, un
carácter determinista y no aleatorio. El salto siempre se produce de la misma
manera predecible desde su punto de inicio aleatorio. “Los saltos cuánticos de
un átomo son algo análogos a la erupción de un volcán (compara Minev).
Son completamente impredecibles a largo plazo. Sin embargo, con la supervisión
correcta podemos detectar con certeza una advertencia anticipada de un desastre
inminente y actuar sobre ella antes de q haya ocurrido”. Es decir, q el gato
viva al 100% y no al 50%
