Los físicos de Yale le han dado al famoso gato de Schrödinger una segunda caja para jugar, y el resultado puede ayudar a impulsar la búsqueda de una computación cuántica confiable.
El gato de Schrödinger es una paradoja bien conocida que aplica el concepto de superposición en física cuántica a los objetos que se encuentran en la vida cotidiana. La idea es que un gato se coloque en una caja sellada con una fuente radiactiva y un veneno que se activará sise descompone un átomo de la sustancia radiactiva. La física cuántica sugiere que el gato está vivo y muerto una superposición de estados, hasta que alguien abre la caja y, al hacerlo, cambia el estado cuántico.
Este experimento hipotético, imaginado por uno de los padres fundadores de la mecánica cuántica en 1935, ha encontrado analogías vívidas en laboratorios en los últimos años. Los científicos ahora pueden colocar un paquete de ondas de luz compuesto por cientos de partículas simultáneamente en dos estados claramente diferentesCada estado corresponde a una forma ordinaria clásica de luz abundante en la naturaleza.
Un equipo de científicos de Yale creó un tipo más exótico del estado de gato de Schrödinger que se ha propuesto para experimentos durante más de 20 años. Este gato vive o muere en dos cajas a la vez, lo cual es un matrimonio de la idea de Schrödinger'sgato y otro concepto central de la física cuántica: entrelazamiento. El enredo permite que una observación local cambie instantáneamente el estado de un objeto distante. Einstein una vez lo llamó "acción fantasmagórica a distancia", y en este caso permite que se distribuya un estado de gato.en diferentes modos espaciales.
El equipo de Yale construyó un dispositivo que consta de dos cavidades de microondas 3D y un puerto de monitoreo adicional, todos conectados por un átomo artificial superconductor. El "gato" está hecho de luz de microondas confinada en ambas cavidades.
"Este gato es grande e inteligente. No se queda en una caja porque el estado cuántico se comparte entre las dos cavidades y no se puede describir por separado", dijo Chen Wang, un asociado postdoctoral en Yale y primer autor de un estudioen el diario ciencia , describiendo la investigación. "Uno también puede tener una visión alternativa, donde tenemos dos gatos Schrodinger pequeños y simples, uno en cada caja, que están enredados".
La investigación también tiene aplicaciones potenciales en la computación cuántica. Una computadora cuántica podría resolver ciertos problemas mucho más rápido que las computadoras clásicas explotando la superposición y el enredo. Sin embargo, uno de los principales problemas para desarrollar una computadora cuántica confiable es cómo corregirerrores sin alterar la información.
"Resulta que los estados 'cat' son un enfoque muy efectivo para almacenar información cuántica de forma redundante, para la implementación de la corrección de errores cuánticos. Generar un gato en dos cuadros es el primer paso hacia la operación lógica entre dos bits cuánticos en un error corregible", dijo el coautor Robert Schoelkopf, profesor de física aplicada y física, y director del Instituto Cuántico de Yale.
Schoelkopf y sus frecuentes colaboradores, Michel Devoret y Steve Girvin, han sido pioneros en el campo de la electrodinámica cuántica de circuitos cQED, proporcionando uno de los marcos más utilizados para la investigación de computación cuántica. Devoret, el profesor de física de FW Beinecke de Yale, y Girvin, Eugene Higgins, profesor de física y física aplicada de Yale, son coautores del artículo.
La investigación se basa en más de una década de desarrollo en la arquitectura cQED. El equipo de Yale diseñó una variedad de características nuevas, que incluyen cavidades 3D cilíndricas con un tiempo de almacenamiento de información cuántica récord de más de 1 milisegundo en circuitos superconductores, y un sistema de medición quemonitorea ciertos aspectos de un estado cuántico de una manera precisa y no destructiva. "Hemos combinado muchas tecnologías recientes aquí", dijo Wang.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Original escrito por Jim Shelton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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