Multiplican por diez mil el tiempo operativo de los estados cuánticos

Una nueva tecnología es capaz de mantener operativos a los estados cuánticos hasta diez mil veces más tiempo con relación a las soluciones hoy disponibles, llegando a los 22 milisegundos. Según indica una nota de prensa, se estaría eliminando así uno de los grandes escollos para las tecnologías cuánticas: el escaso tiempo de coherencia que muestran estos sistemas.

Los especialistas concuerdan en que es imposible viabilizar un mayor desarrollo de las tecnologías cuánticas si previamente no se amplía el plazo temporal de la denominada “coherencia cuántica”. Se llama de esta forma al tiempo en el cual los estados cuánticos logran permanecer unidos y operativos, algo que actualmente se concreta solamente por unas millonésimas de segundo.

El problema principal radica en que para lograr incrementar el tiempo de productividad de los estados cuánticos se requiere de espacios extremadamente silenciosos y estables para trabajar, porque el ruido de fondo proveniente de vibraciones, la dispersión de campos electromagnéticos o las variaciones en las temperaturas son fatales para la permanencia de estos sistemas.

De lograrse las condiciones necesarias, el campo de aplicaciones de la ciencia y la tecnología cuántica es ilimitado y favorecería sin dudas un salto adelante para la humanidad: superordenadores cuánticos increíblemente más veloces y funcionales que los actuales, ingeniería cuántica, Internet cuántico… De acuerdo a diferentes especialistas, se podría hablar de un “nuevo mundo” a partir de estos desarrollos.

Cuando el ruido pasa desapercibido

Ahora, los investigadores de la Universidad de Chicago han creado una alternativa sencilla y eficaz para multiplicar el plazo temporal de coherencia de los estados cuánticos. Se trata de una metodología que puede “aislar” a los sistemas de todas las interferencias que logran desequilibrarlos. No intenta eliminar los factores negativos sino “engañar” a los sistemas cuánticos para que piensen que no existe ninguna amenaza.

Los científicos lo explican claramente con un ejemplo. Cuando alguien sube a una montaña rusa o a un juego similar, es probable que se encuentre colmado de personas y que, en consecuencia, escuche solamente los gritos de la gente.

Sin embargo, eso sucede cuando se viaja a poca velocidad. Por el contrario, cuando la velocidad aumenta el ruido pierde protagonismo y pasa a formar parte de un fondo de importancia secundaria. Ese efecto es el que han logrado los investigadores con los estados cuánticos.

Un campo magnético alternativo

Desde el punto de vista técnico, los expertos aplicaron un campo magnético alternativo a los pulsos electromagnéticos que se utilizan habitualmente para controlar los sistemas cuánticos.

Este campo suplementario es el que posibilita que los sistemas soporten las agresiones del entorno, sintonizándolas e integrándolas pero sin que les afecten directamente. Como en el ejemplo indicado anteriormente, pasan a formar parte de un “fondo” no tan relevante.

Para finalizar, los científicos destacaron que esta alternativa permite una gran escalabilidad. Podría seguir mejorándose y optimizándose a futuro, incrementando los 22 milisegundos de coherencia alcanzados por el equipo estadounidense. De conseguirse, un nuevo y amplio universo de tecnologías podrían comenzar a ser viables, modificando para siempre el mundo en el que vivimos.

Referencia

Universal coherence protection in a solid-state qubit. K. C. Miao et al. Science (2020).DOI:https://doi.org/10.1126/science.abc5186

Foto: David Awschalom.