El desarrollo que han experimentado las tecnologías cuánticas durante los últimos cinco años es espectacular. EEUU y Europa tienen un rol muy importante en el avance de esta disciplina, pero algunas de las aportaciones más relevantes las está haciendo China. Esto es precisamente lo que acaba de suceder. Y es que un grupo de físicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China liderado por el profesor Pan Jianwei acaba de dar un paso hacia delante muy importante en el ámbito de la simulación cuántica.
El punto de partida de su investigación es un fenómeno conocido como efecto Hall, que, a grandes rasgos, describe la aparición de una tensión eléctrica perpendicular a la dirección tanto de la corriente eléctrica como del campo magnético cuando una corriente atraviesa un conductor alojado en el interior de un campo magnético. Este efecto tiene muchas aplicaciones prácticas. De hecho, se utiliza para medir campos magnéticos, identificar corrientes eléctricas, e, incluso, para fabricar medidores de flujo y los sensores utilizados en el control de motores.
Curiosamente, hay una variación del efecto Hall clásico conocida como "efecto Hall anómalo" que se produce en algunos materiales conductores y semiconductores. Se trata de un fenómeno cuántico en el que la relación entre la tensión y el campo magnético aplicado no es lineal. Hasta ahora para estudiarlo los científicos se veían obligados a recurrir a materiales bidimensionales de alta pureza muy específicos que, además, debían ser sometidos a temperaturas extremadamente bajas y a campos magnéticos muy intensos. El problema de todo esto es que esta complejidad dificulta la medida de los estados cuánticos del sistema, lo que limita sus aplicaciones en el campo de la información cuántica.
Este hito lo cambia todo en el ámbito del procesamiento cuántico de la información
Es difícil que los artículos en los que coqueteamos con la física cuántica sean tan asequibles como nos gustaría debido a que los fenómenos cuánticos son complejos, extraños y nada intuitivos. En cualquier caso, lo que ha logrado el grupo de físicos chinos liderado por Pan Jianwei es poner a punto un sistema cuántico experimental con el que ha conseguido identificar y estudiar el efecto Hall anómalo en fotones. Hasta ahora este fenómeno cuántico solo se había observado en los electrones, por lo que este experimento representa un paso hacia delante muy importante en el ámbito de la simulación cuántica.
Disponer de un sistema de simulación cuántica artificial y controlable permite utilizar esta tecnología para implementar un ordenador cuántico plenamente funcional
Su potencial reside en que el hecho de disponer de un sistema de simulación cuántica artificial y controlable permite utilizar esta tecnología para estudiar con más profundidad los estados cuánticos del sistema e indagar en la posibilidad de implementar un ordenador cuántico plenamente funcional y capaz de enmendar sus propios errores. Además, la naturaleza artificial de este sistema cuántico permite a los físicos controlarlo y manipularlo con mucha precisión, poniendo en sus manos la posibilidad de estudiar los estados cuánticos complejos con mucha más profundidad que la permitida por las tecnologías disponibles hasta ahora.
Un apunte interesante es que el sistema cuántico que han ideado estos científicos no requiere la aplicación de un campo magnético externo. Además, el control que pone en las manos de los físicos es tan preciso que permite medir con mucha exactitud las propiedades de los sistemas cuánticos de alta integración. Peter Zoller, el padre fundacional de los ordenadores cuánticos junto al físico español Ignacio Cirac, y Frank Wilczek, Premio Nobel de Física en 2004 y responsable de la formulación teórica de los cristales de tiempo, se han deshecho en halagos hacia el hito de estos físicos chinos. Confiemos en que la cooperación internacional en el ámbito científico saque partido pronto a esta importante innovación y nos sorprenda impulsando aún más las tecnologías cuánticas.
Imagen | Universidad de Ciencia y Tecnología de China
Más información | Guancha
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