Coherencia cuántica a temperatura ambiente

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Los físicos han aplicado la primera demostración experimental de coherencia cuántica “duradera”. La coherencia cuántica (superposición de dos o más estados al mismo tiempo) dura típicamente una fracción de segundo antes de sufrir decoherencia (normalmente debido a las interacciones entre el sistema cuántico y el ambiente que le rodea).

Una colaboración entre científicos de Reino Unido, Brasil, Italia y Alemania demuestra por primera vez que la coherencia cuántica en un gran conjunto de espines nucleares puede conservarse de forma natural bajo la exposición a ruido fuerte y a la temperatura ambiente, sin control externo.

La coherencia cuántica supone tecnológicamente un gran adelanto para una variedad de dispositivos cuánticos (criptografía cuántica, metrología cuántica, etcétera).

Los científicos han mostrado un mecanismo para que, en sistemas compuestos por subsistemas que sí son afectados por la decoherencia, el sistema compuesto global mantenga la coherencia cuántica.

Los investigadores han implantado el método que utiliza montajes que involucran simuladores cuánticos de temperatura ambiente por el estado líquido de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), y demostraron el efecto en los conjuntos de dos y cuatro qubits.

El de dos qubits consistía en una muestra de cloroformo marcada con carbono-13.

El de cuatro qubits, una muestra heteronuclear de cuatro canales de forma independiente desarrollada en el grupo de Steffen Glaser en Alemania.

Pero predicen que el efecto puede ocurrir en sistemas mucho más grandes compuestos de cualquier número “par” de qubits (los impares no poseen la “necesaria” geometría de estados cuánticos).

El nuevo estudio plantea la posibilidad de que los sistemas biológicos naturales como los captadores de luz de las plantas, orientación de las aves, etcétera, pueden haber evolucionado aumentando la capacidad de aprovechar los mecanismos naturales de protección de coherencia de forma similar a la anteriormente expuesta.

El artículo completo puede leerse en Physical Review Letters y en Arxiv.

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