La física cuántica está saliendo del laboratorio y hacia la vida cotidiana. A pesar de los resultados de los titulares sobre las computadoras cuánticas que resuelven problemas imposibles para las computadoras clásicas, Los desafíos técnicos se interponen en el camino para llevar la física cuántica al mundo real. Nueva investigación publicada en Comunicaciones de la naturaleza de los equipos de la Universidad de Aalto y la Universidad de Lund podría proporcionar una herramienta importante en esta búsqueda.

Una de las preguntas abiertas en la investigación cuántica es cómo coexisten el calor y la termodinámica con la física cuántica. Este campo de investigación de la termodinámica cuántica es una de las áreas que el profesor Jukka Pekola, el líder del Centro de Excelencia QTF de la Academia de Finlandia, ha trabajado en su carrera. "Este campo ha estado dominado por la teoría, y solo ahora están comenzando a surgir experimentos importantes, ", dice el profesor Pekola. Su grupo de investigación se ha propuesto crear nanodispositivos termodinámicos cuánticos que puedan resolver cuestiones abiertas de forma experimental.

Estados cuánticos, como los que gobiernan los qubits que alimentan las computadoras cuánticas, interactuar con su mundo circundante, y estas interacciones son de lo que trata la termodinámica cuántica. La medición de estos sistemas requiere la detección de cambios de energía tan excepcionalmente pequeños que es difícil distinguirlos de las fluctuaciones de fondo. como intentar determinar si una vela en una habitación se ha apagado usando solo un termómetro. Otro problema es que los estados cuánticos pueden cambiar cuando se miden, simplemente porque han sido medidos. Esto es análogo a hacer hervir una taza de agua colocando un termómetro en ella. El equipo tuvo que hacer un termómetro que pudiera medir cambios muy pequeños sin interferir con ninguno de los estados cuánticos que planean medir.

El estudiante de doctorado Bayan Karimi trabaja en QTF y en la red de formación Marie Curie QuESTech. Su dispositivo es un calorímetro, que mide el calor en un sistema. Utiliza una tira de cobre aproximadamente 1000 veces más delgada que un cabello humano. "Nuestro detector absorbe la radiación de los estados cuánticos. Se espera que determine cuánta energía tienen, y cómo interactúan con su entorno. Existe un límite teórico para la precisión de un calorímetro, y nuestro dispositivo ahora está alcanzando ese límite, "dice Karimi.