La mecánica cuántica es una de las teorías más exitosas de las ciencias naturales, y aunque sus predicciones a menudo son contrarias a la intuición, hasta la fecha no se ha realizado un solo experimento del que la teoría no haya podido dar una descripción adecuada.

Junto con colegas de bigQ (Centro de Estados Cuánticos Macroscópicos, un Centro de Excelencia de la Fundación Nacional de Investigación Danesa), El líder del centro, el Prof. Ulrik Lund Andersen, está trabajando para comprender y utilizar los efectos cuánticos macroscópicos.

"La opinión predominante entre los investigadores es que la mecánica cuántica es una teoría universalmente válida y, por lo tanto, también aplicable en el mundo macroscópico del día a día en el que normalmente vivimos. Esto también significa que debería ser posible observar fenómenos cuánticos a gran escala, y esto es precisamente lo que nos esforzamos por hacer en el Centro de Excelencia de la Fundación Nacional de Investigación Danesa bigQ, "dice Lund Andersen.

En un nuevo artículo de la prestigiosa revista internacional Ciencias , los investigadores describen cómo han logrado crear entrelazados, luz exprimida a temperatura ambiente, un descubrimiento que podría allanar el camino para computadoras cuánticas menos costosas y más potentes. Su trabajo se refiere a uno de los fenómenos cuánticos más notoriamente difíciles de comprender:el entrelazamiento. Describe cómo los objetos físicos pueden llegar a un estado en el que están tan intrincadamente vinculados que ya no pueden describirse individualmente.

Si dos objetos están enredados, deben verse como un todo unificado independientemente de lo lejos que se encuentren. Seguirán comportándose como una unidad, y si los objetos se miden individualmente, los resultados estarán correlacionados hasta tal punto que no pueden describirse basándose en las leyes clásicas de la naturaleza. Esto solo es posible usando la mecánica cuántica.

El entrelazamiento no se limita a pares de objetos. En sus esfuerzos por observar los fenómenos cuánticos a escala macroscópica, los investigadores de bigQ lograron crear una red de 30, 000 pulsos de luz entrelazados dispuestos en una celosía bidimensional distribuidos en el espacio y el tiempo. Es casi como cuando una miríada de hilos de colores se entrelazan en una manta estampada.

Los investigadores han producido haces de luz con propiedades mecánicas cuánticas especiales (estados comprimidos) y los han tejido utilizando componentes de fibra óptica para formar un estado cuántico extremadamente entrelazado con una estructura reticular bidimensional, también llamado estado de racimo.

"A diferencia de los estados de clúster tradicionales, utilizamos el grado de libertad temporal para obtener la red entrelazada bidimensional de 30.000 pulsos de luz. La configuración experimental es sorprendentemente simple. La mayor parte del esfuerzo se centró en desarrollar la idea de la generación de estados de clúster, "dice Mikkel Vilsbøll Larsen, el autor principal del trabajo.

Crear un grado tan extenso de entrelazamiento físico cuántico es, en sí mismo, una investigación básica interesante. El estado del clúster también es un recurso potencial para crear una computadora cuántica óptica. Este enfoque es una alternativa interesante a las tecnologías superconductoras más extendidas, ya que todo tiene lugar a temperatura ambiente.

Además, se puede utilizar el largo tiempo de coherencia de la luz láser, lo que significa que se mantiene como una onda de luz definida con precisión incluso en distancias muy largas.

Por lo tanto, una computadora cuántica óptica no requerirá una tecnología de refrigeración avanzada y costosa. Al mismo tiempo, sus qubits basados ​​en luz portadores de información en la luz láser serán mucho más duraderos que sus parientes electrónicos ultrafríos usados ​​en superconductores.

"A través de la distribución del estado del clúster generado en el espacio y el tiempo, una computadora cuántica óptica también se puede escalar más fácilmente para contener cientos de qubits. Esto lo convierte en un candidato potencial para la próxima generación de computadoras cuánticas más grandes y potentes. "añade Ulrik Lund Andersen.