Cálculos con 14 bits cuánticos

El entralazamiento de partículas es un fenómeno esencial para desarrollar futuros ordenadores cuánticos que sean mucho más veloces que los actuales. El término fue introducido por el físico Erwin Schrödinger en 1935 y describe un fenómeno de la mecánica cuántica que se demuestra claramente en experimentos pero no se comprender del todo, explican unos científicos de la Universiad de Innsbruck. Las partículas entrelazadas (entangled, en su término técnico en ingles) no pueden definirse como partículas individuales con estados definidos, sino más bien como un sistema. Entrelazando bits cuánticos individuales, un ordenador cuántico podría resolver problemas mucho más rápido que uno convencional, pero "resulta muy difícil comprender el entrelazamiento cuando se trata de más de dos partículas", afirma Thomas Monz, del Instituto de Física Experimental de esa universidad austriaca. Ahora, este investigador, junto con sus colegas del equipo de Rainer Blatt, ha realizado un experimento con varias partículas entrelazadas, lo que proporciona una nueva perspectiva de este fenómeno.

Desde 2005, el equipo de Blatt ha ido batiendo su propio récord de entrelazamiento de bits cuánticos, pero hasta ahora nadie había logrado controlar el entrelazamiento de ocho partículas, lo que significa un byte cuántico, y ahora ellos casi han duplicado ese límite. Los investigadores han confiando 14 átomos de calcio en una trampa de iones y los han manipulado con láser. Los estados internos de cada átomo forman qubits y han producido un registro cuántico de 14 qubits que sería el núcleo de un futuro ordenador cuántico. Además, explican los científicos en un comunicado de la Universidad de Innsbruck, han descubierto que cuando hay varias partículas entrelazadas la sensibilidad del sistema aumenta de modo significativo. Este proceso rara vez se había observado en procesos cuánticos, explica Monz, y es importante no sólo para construir ordenadores cuánticos, sino también para hacer relojes atómicos de alta precisión y realizar simulaciones cuánticas.

El equipo de Innsbruck ha logrado confinar hasta 64 partículas en una trampa de iones, "pero aún no somos capaces de entrelazar tantos", dice Monz. "Sien embargo, nuestro último descubrimiento nos proporciona una mejor comprensión del comportamiento de muchas partículas entrelazadas", lo que puede ayudar en futuros experimentos. Los científicos han presentado su trabajo en la prestigiosa revista Physical Review Letter.