Investigadores internacionales han logrado una hazaña significativa en el ámbito de la física cuántica al estabilizar exóticos estados cuánticos, que son altamente valorados por su capacidad para almacenar y procesar información de manera radicalmente diferente a los sistemas clásicos. Tradicionalmente, la creación de estos estados implica un proceso de “agitación” periódica de los sistemas cuánticos. Sin embargo, este método suele provocar un aumento indeseado de temperatura, lo que lleva a la pérdida de estructura del sistema, representando un obstáculo considerable para el desarrollo de simulaciones cuánticas y computadoras cuánticas.
En un estudio reciente publicado en la revista Nature, los científicos demostraron que es posible ralentizar drásticamente este calentamiento no deseado al aplicar patrones cuidadosamente diseñados de impulsos aleatorios en lugar de realizar agitación completamente desestructurada. Este enfoque permite que las energías se cancelen parcialmente entre sí a lo largo del tiempo.
Avances en la simulación cuántica
El equipo, liderado por investigadores como Prof. Johannes Knolle y Prof. Hongzheng Zhao, realizó mediciones directas de la entrelazamiento cuántico en un procesador supralevante de 78 qubits, permitiendo así seguir el desarrollo del sistema a través de más de mil ciclos. Este avance supera lo que los ordenadores clásicos actuales podrían simular.
Los resultados obtenidos revelan que incluso la aleatoriedad puede ser utilizada constructivamente para controlar sistemas cuánticos complejos y explorar nuevos estados de la materia. Las predicciones teóricas sobre estos exóticos sistemas fueron desarrolladas durante una estancia investigadora del entonces estudiante de doctorado Hongzheng Zhao en la TUM School of Natural Sciences bajo la supervisión del Prof. Knolle.
Aportaciones significativas al campo cuántico
La validación experimental fue realizada por un equipo dirigido por Prof. Heng Fan, en la Academia China de Ciencias utilizando un avanzado chip cuántico denominado “Chuang-tzu 2.0”, compuesto por 78 partículas cuánticas (qubits). Esta investigación también contó con la colaboración del Instituto Max Planck para Física de Sistemas Complejos en Dresde y el Imperial College London.
Este descubrimiento representa un paso crucial hacia el desarrollo efectivo de tecnologías basadas en la computación cuántica, abriendo nuevas posibilidades para aplicaciones futuras en diversos campos, desde la criptografía hasta el modelado molecular.
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