El invento del año es un trampolín cuántico

viernes, 17 de diciembre de 2010

La mayor sociedad científica del mundo premia en la revista 'Science' el primer objeto humano capaz de reproducir la física de lo más minúsculo

El estudio más relevante de 2010 no es la secuenciación del genoma del neandertal ni la supuesta célula sintética de Craig Venter. Según la revista Science, editada por la mayor sociedad científica del mundo, el puesto de honor es para la primera máquina cuántica, cuyo corazón es una pequeña tira de aluminio visible a simple vista y que tiene de largo lo que un pelo tiene de ancho.

El ingenio, presentado en marzo de este año en Nature, es como un trampolín para lanzarse a otro mundo. Es el reino de la física cuántica, que gobierna el movimiento de los átomos, los electrones y las moléculas y donde las unidades de medida son la micra y el nanómetro (una milésisma y una millonésima de milímetro, respectivamente). A esta escala sólo existen probabilidades de que algo suceda, así que, hasta que un hombre lo observa, un gato en peligro de muerte puede estar vivo y muerto al mismo tiempo, como propuso en 1935 Erwin Schrödinger, uno de los ases de la mecánica cuántica.

El invento podría ser la base de los ordenadores cuánticos
Extender estas reglas al mundo visible haría realidad fantasías de la ciencia ficción como las capas de invisibilidad o la teletransportación, aunque nadie sabe aún si es posible.
El invento destacado este año por Science y sus editores, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS), demuestra un primer paso, el primer objeto visible y fabricado por el ser humano que se comporta según las leyes de la física cuántica. "Hemos construido algo que puede estar en dos sitios a la vez y en dos estados al mismo tiempo", explica a Público Andrew Cleland, investigador de la Universidad de California en Santa Bárbara (EEUU) y uno de los creadores del ingenio.

De alguna forma, el trabajo pulveriza un gran muro. "Hemos mostrado que la mecánica cuántica es la descripción correcta de cómo funciona la materia a todas las escalas, aunque las predicciones de la teoría cuántica sean tan opuestas a nuestra experiencia del mundo real", aventura Cleland.
El genoma neandertal y las células sintéticas quedan finalistas
Science ha premiado al equipo por "la ruptura conceptual que presenta este experimento" y "sus muchas aplicaciones".
Entre ellas está una nueva generación de computadores millones de veces más potentes que los actuales y que funcionarían con qubits, bits del mundo cuántico que pueden reproducir un 0, un 1 o ambos a la vez.

La laminilla de aluminio de Cleland hace las veces de qubit. Una vez enfriada a casi el cero absoluto (-273ºC) para evitar que el calor cause en ella vibraciones, logra reproducir el estado fundamental de menor energía en el mundo cuántico, es decir, lo más parecido que hay a estar quieto para un átomo o una molécula. Desde este punto, los posibles estados "son casi infinitos", como explica Emilio Elizalde, físico del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC), pero la energía se gana o se pierde siempre en paquetes de magnitud determinada llamados "cuantos". Cleland inyectó y luego extrajo un cuanto a su trampolín y demostró que este podía estar quieto y en movimiento a la vez. Para ello tuvo que hacer millones de mediciones y extraer probabilidades de que estuviese en uno u otro estado o en ambos para así conjurar el efecto anunciado por Schrödinger y su gato.

"El experimento tiene una dificultad técnica muy grande, pero no es
tan rompedor", opina Elizalde. "Abre la puerta hacia el ordenador cuántico pero no ha roto ninguna barrera ya que el láser [descubierto en 1953] ya era una consecuencia macroscópica de la física cuántica", señala
 

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