Los 'gatos' del experimento del equipo de Yale eran en realidad partículas subatómicas entrelazadas unidas por un canal superconductor. Korionov / Stock de diseños / Fotos de Chaiwat / Thinkstock Un equipo de físicos de la Universidad de Yale ha dividido al gato de Schrödinger en dos cajas separadas, y la maldita cosa sobrevivió.
Bien, lo hizo y no lo hizo, simultaneamente, hasta que alguien lo observó. Entonces vivió o murió.
Bienvenidos a la física cuántica, donde las reglas del mundo visible no se aplican, y las partículas microscópicas parecen operar a un nivel propio.
La nueva investigación de la Universidad de Yale, publicado en la revista Science el 27 de mayo de se basa en el principio de superposición, simbolizado durante mucho tiempo por el gato en un experimento mental de 1935 realizado por el físico austriaco Erwin Schrödinger. Uno de los más conocidos de la teoría cuántica, el principio básicamente dice que las partículas subatómicas están en todos los estados físicos posibles simultáneamente - un estado de superposición - hasta que alguien intenta observarlas. Solo ocupan uno, estado medible (orientación, localización, nivel de energía) cuando alguien intenta observarlos.
Entonces, por ejemplo, un electrón ocupa teóricamente todas las ubicaciones posibles en su orbital hasta que intentas encontrarlo. Entonces está en un solo lugar.
Un gato sin estado
El gato era la ridícula representación de Schrödinger de cómo se vería la superposición fuera del laboratorio. En su famoso experimento hipotético, selló un gato en una caja que contenía una partícula radiactiva y un frasco de gas venenoso. Si la partícula decae, el frasco se rompería y el gato moriría; si no fue así, el gato viviría.
Ilustración de HowStuffWorks del experimento mental del gato de Schrodinger HowStuffWorks Schrödinger estaba señalando que si esa partícula estuviera en un estado de superposición, simultáneamente decayendo y no decayendo mientras nadie mirara, el gato estaría vivo y muerto hasta que alguien abriera la caja.
Schrödinger no se lo tragó. Él estaba equivocado, aunque. A escala microscópica, La materia no observada de alguna manera puede estar en múltiples estados a la vez, y esa capacidad puede ser clave para la computación cuántica, que promete velocidades de procesamiento inimaginables para los estándares actuales.
Un bit de computadora normal puede estar en un estado "1" o en un estado "0". Un poco cuántico o qubit, puede estar en ambos estados a la vez, conocido como "estado de gato, "lo que le permite realizar múltiples tareas al mismo tiempo.
Y si ese qubit de estado dual estuviera vinculado con otros qubits de estado dual de modo que cualquier acción realizada por uno desencadenara instantáneamente una acción en otro, un estado de entrelazamiento, podrían realizar múltiples tareas a la vez juntas, como una sola unidad.
Los científicos han estado hablando de estos "estados felinos de dos modos" durante más de 20 años, pero nadie lo había logrado hasta ahora.
"Muchos escenarios ridículos son, en principio, teóricamente posibles hasta que [encontremos] indicios de la limitación de la mecánica cuántica, y siempre es interesante ver lo que realmente podemos hacer en el laboratorio, "dice el Dr. Chen Wang, asociado postdoctoral en el departamento de física aplicada y física de Yale y autor principal del estudio.
Dos estados, Dos ubicaciones
En este caso, lo que hicieron Wang y sus colegas fue atrapar fotones de luz de microondas, los componentes más pequeños de los campos electromagnéticos, en dos cámaras de microondas separadas unidas por un canal superconductor. Una serie de pulsos de energía ponen ambos campos en estados de superposición, oscilando en dos direcciones opuestas a la vez.
"Un estado de gato para un oscilador de cavidad de microondas es muy análogo a una cuerda de guitarra que vibra en dos direcciones opuestas simultáneamente, Wang escribe en un correo electrónico.
"Un estado de gato de dos modos, " él dice, "es como dos cuerdas de guitarra, cada una vibrando de dos formas a la vez, pero sincronizadas".
Ahí es donde entra el canal superconductor. Debido a que las cámaras estaban conectadas, los fotones divididos pudieron interactuar. Así se enredaron, descrito por la Física del Universo como un estado en el que "las partículas que interactúan entre sí se correlacionan permanentemente, o dependiendo de los estados y propiedades de cada uno, en la medida en que pierden efectivamente su individualidad y de muchas maneras se comportan como una sola entidad ".
Cuando los investigadores desactivaron el canal, los campos todavía se comportaban como si estuvieran conectados. Cualquier cambio aplicado en una cámara desencadenó cambios simultáneos en la otra cámara, aunque ya no estaban vinculados físicamente.
Un futuro cuántico
La investigación muestra por primera vez la viabilidad de un estado de gato de dos modos, en el que existe un solo estado de superposición en dos lugares distintos a la vez.
"Demuestra que nuestra tecnología cuántica ha avanzado hasta el punto de que podemos crear un estado felino con una gran cantidad de partículas de múltiples variedades". "dice Wang.
Teoría cuántica, parece, se está volviendo menos teórico.
"No sólo la 'paradoja' del gato [de Schrödinger] ya no se siente absurda conceptualmente para los físicos, "Wang dice, pero "los estados cuánticos aún más exóticos se están volviendo comunes y alcanzables".
Lo siguiente en la agenda del equipo es "implementar la corrección de errores en una puerta de lógica cuántica entre dos bits cuánticos".
Ahora eso es vergonzosoEn la década de 1930, Albert Einstein rechazó la teoría del entrelazamiento cuántico. No solo estaba equivocado, pero se le atribuye haber confundido a generaciones de científicos sobre la naturaleza del fenómeno.
