Investigadores logran crear estados cuánticos «calientes» de gato de Schrödinger

Avances en la Física Cuántica: Creación de Estados de Gato de Schrödinger Calientes

Un equipo de investigación de la Universidad de Innsbruck, Austria, ha logrado crear lo que se conoce como estados de gato de Schrödinger calientes en un resonador de microondas superconductores. Este estudio, publicado en la revista Science Advances, demuestra que los fenómenos cuánticos pueden ser observados y utilizados en condiciones menos ideales y más cálidas, desafiando nociones prevalentes en la física cuántica.

Los estados de gato de Schrödinger representan un fenómeno intrigante en la física cuántica, en el que un objeto cuántico puede existir simultáneamente en dos estados diferentes. En el célebre experimento mental de Erwin Schrödinger, se ilustra esta dualidad a través de un gato que está vivo y muerto al mismo tiempo.

En experimentos previos, la creación de estos estados requería enfriar el objeto cuántico hasta su estado fundamental, que es el estado con la menor energía posible. Sin embargo, el equipo liderado por Gerhard Kirchmair y Oriol Romero-Isart ha demostrado por primera vez que es posible generar superposiciones cuánticas a partir de estados térmicamente excitados.

Según Kirchmair, «Schrödinger también asumió un gato vivo, es decir, ‘caliente’ en su experimento mental». Esto llevó a los investigadores a preguntarse si los efectos cuánticos podrían generarse sin partir del estado «frío». Utilizando un qubit transmon en un resonador de microondas, lograron crear estos estados cuánticos a temperaturas de hasta 1.8 Kelvin, lo que es 60 veces más caliente que la temperatura ambiente en la cavidad de experimentación.

Ian Yang, uno de los autores del estudio, explica que «nuestros resultados muestran que es posible generar estados cuánticos altamente mezclados con propiedades cuánticas distintas». Para lograr esto, los investigadores emplearon dos protocolos especiales que habían sido utilizados anteriormente para producir estados de gato a partir del estado fundamental del sistema.

Romero-Isart, que hasta hace poco era profesor de Física Teórica en la Universidad de Innsbruck, señala que «esto abre nuevas oportunidades para la creación y uso de superposiciones cuánticas, por ejemplo, en osciladores nanomecánicos, donde alcanzar el estado fundamental puede ser un reto técnico». Asimismo, Thomas Agrenius, que contribuyó al entendimiento teórico del experimento, subraya que «muchos de nuestros colegas se sorprendieron al escuchar sobre nuestros resultados, ya que normalmente se piensa que la temperatura destruye los efectos cuánticos». Sin embargo, sus mediciones confirman que la interferencia cuántica puede persistir incluso a altas temperaturas.

Estos hallazgos podrían tener un impacto significativo en el desarrollo de tecnologías cuánticas. Kirchmair enfatiza que «nuestro trabajo revela que es posible observar y utilizar fenómenos cuánticos incluso en entornos menos ideales y más cálidos». A medida que la investigación avanza, se abre un abanico de posibilidades para la aplicación de la física cuántica en entornos que tradicionalmente se consideraban desfavorables.