Si los objetos en movimiento son como agua de lluvia que fluye a través de una cuneta y cae en un charco, entonces los objetos cuánticos en movimiento son como agua de lluvia que podría terminar en un montón de charcos, de repente. Descubrir adónde van realmente los objetos cuánticos ha frustrado a los científicos durante años.

Ahora, un grupo de investigadores liderado por Yale ha derivado una fórmula para comprender dónde aterrizan los objetos cuánticos cuando se transmiten. Es un desarrollo que ofrece información para controlar sistemas cuánticos abiertos en una variedad de situaciones.

"La fórmula que obtenemos resulta muy útil para operar una computadora cuántica, "dijo Víctor Albert, primer autor de un estudio publicado en la revista Revisión física X . "Nuestro resultado dice que, en principio, podemos diseñar 'canaletas de lluvia' y 'puertas' en un sistema para manipular objetos cuánticos, ya sea después de aterrizar o durante su flujo real ".

En este caso, los canalones y las puertas representan la idea de disipación, un proceso que suele ser destructivo para las frágiles propiedades cuánticas, pero eso a veces puede diseñarse para controlar y proteger esas propiedades.

El investigador principal de la investigación es Liang Jiang, profesor asistente de física aplicada y física en Yale.

Es un principio fundamental de la naturaleza que los objetos se moverán hasta que alcancen un estado de energía mínima, o puesta a tierra. Pero en los sistemas cuánticos, puede haber múltiples bases porque los sistemas cuánticos pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo, lo que se conoce como superposición.

Ahí es donde entran las canaletas y las puertas. Jiang, Albert, y sus colegas utilizaron estos mecanismos para formular la probabilidad de que los objetos cuánticos cayeran en un lugar u otro. La fórmula también mostró que había una situación en la que la superposición nunca puede sostenerse:cuando una "gota" cuántica en superposición ya ha aterrizado en un "charco", pero aún no ha llegado al otro "charco".

"En otras palabras, tal estado de superposición siempre pierde algunas de sus propiedades cuánticas ya que la 'gota' fluye completamente hacia ambos charcos, ", Dijo Albert." Esto es, en cierto modo, un resultado negativo, pero es un poco sorprendente que siempre se mantenga ".

Ambos aspectos de la fórmula serán útiles en la construcción de computadoras cuánticas, Albert notó. A medida que la comunidad de investigadores continúa desarrollando plataformas tecnológicas capaces de soportar dichos sistemas, Albert dijo, necesitará saber "qué es y qué no es posible".