Los grupos de investigación de la Universidad Aalto y la Universidad de Jyväskylä han demostrado un nuevo método de medición de microondas que llega al límite cuántico de medición y lo supera. El nuevo método se puede utilizar potencialmente, por ejemplo, en la computación cuántica y la medición de ondas gravitacionales. Los resultados fueron publicados en Cartas de revisión física el 6.3.2017, una de las revistas de física más prestigiosas.

Según el principio de incertidumbre de Heisenberg en mecánica cuántica, un observador no puede obtener simultáneamente información precisa tanto de la posición como del momento de una partícula. Este principio establece un límite fundamental para cualquier medición. En la mecánica cuántica, incluso la luz, o más generalmente ondas electromagnéticas, puede ser representado por partículas, fotones, y por tanto, su detección está sujeta al principio de incertidumbre. Sin incertidumbres Incluso las señales más débiles podrían medirse y, por ejemplo, la red de telefonía móvil funcionaría en cualquier parte del mundo con un solo punto de acceso.

Para radio y microondas utilizados en telecomunicaciones, las incertidumbres de medición resultan de las imperfecciones técnicas. Presentan limitaciones mucho más serias para la medición de señales que el límite cuántico. Sin embargo, El límite cuántico de la medición de microondas se ha alcanzado hasta ahora con los circuitos superconductores utilizados en la computación cuántica. En investigaciones anteriores relacionadas, Los grupos Aalto y Jyväskylä se acercaron a él combinando resonadores de microondas con nanodrums vibrantes.

Hasta el límite cuántico y más allá con nanodrums

Los grupos utilizan una técnica novedosa para impulsar sus nanodrums para realizar una medición que incluso va más allá del límite cuántico. Para la partícula, esto sería posible midiendo solo la posición o el momento, y descartando por completo la información sobre la otra propiedad. "Para una onda de luz, accediendo solo a una parte de la onda y descartando la información en la otra parte se realiza una medición análoga ", explica Caspar Ockeloen-Korppi, quién hizo la medición usando los nanodrums.

Los grupos de investigación han patentado el esquema de medición. Profesor Mika Sillanpää, quienes lideran la investigación, destaca las posibles áreas de aplicación:"Se puede utilizar para acceder a señales diminutas, por ejemplo, en computación cuántica y quizás también en la medición de ondas gravitacionales".

Además de Ockeloen-Korppi y Sillanpää, el equipo de investigación estuvo formado por Juha-Matti Pirkkalainen, Erno Damskägg, Tero Heikkilä y Francesco Massel. El trabajo se realizó en el Centro de Excelencia de la Academia de Finlandia sobre Fenómenos y Dispositivos Cuánticos de Baja Temperatura, y también fue parcialmente financiado por el Consejo Europeo de Investigación.