En el famoso experimento mental de Schrödinger, un gato parece estar vivo y muerto, una idea que pone a prueba la credulidad. Estos días, los gatos todavía no actúan de esta manera, pero los físicos ahora crean regularmente análogos del gato de Schrödinger en el laboratorio al difuminar el mundo cuántico microscópico sobre distancias macroscópicas.

Estos "estados felinos" han encontrado muchos hogares, prometiendo mediciones cuánticas más sensibles y actuando como base para los códigos cuánticos de corrección de errores, un componente necesario para las futuras computadoras cuánticas propensas a errores.

Con estos objetivos en mente, algunos investigadores están ansiosos por crear mejores estados felinos con iones únicos. Pero, hasta aquí, Las técnicas estándar han impuesto límites a la extensión de su naturaleza cuántica.

Recientemente, Los investigadores del Joint Quantum Institute desarrollaron un nuevo esquema para crear estados de gato de iones únicos, detallando los resultados de esta semana en Comunicaciones de la naturaleza . Su experimento coloca un solo ion de iterbio en una superposición, una combinación cuántica, de dos estados diferentes. Inicialmente, estos estados se mueven juntos en su entorno común, compartiendo el mismo movimiento. Pero una serie de pulsos láser ultrarrápidos y cuidadosamente cronometrados aplican diferentes fuerzas a los dos estados iónicos, empujándolos en direcciones opuestas. La superposición original persiste, pero los estados terminan oscilando fuera de fase entre sí.

Usando esta técnica, el equipo de JQI logró separar los estados por una distancia de casi 300 nanómetros, aproximadamente doce veces más lejos de lo que era posible anteriormente. Todavía hay un solo ion pero su naturaleza cuántica se extiende ahora a una distancia más de mil veces mayor que su tamaño original. Estas superposiciones de largo alcance son muy sensibles, y podría permitir mediciones precisas de interferometría de átomos o técnicas criptográficas cuánticas robustas.