MADRID, 19 Feb. (EUROPA PRESS) -
Científicos han logrado un gran avance en el control de las propiedades cuantícas de los átomos individuales, un paso clave para el desarrollo de ordenadores cuánticos.
En una colaboración internacional con IBM Research, investigadores del Institute for Basic Science (IBS), en Corea del Sur, han determinado qué mecanismos destruyen las propiedades cuánticas de los átomos individuales al manipular el estado magnético de un solo átomo de hierro en un delgado aislante. Utilizando un microscopio de efecto túnel con una punta de metal atómicamente afilada, pudieron obtener imágenes de átomos de hierro individuales y medir y controlar el tiempo que mantienen su comportamiento cuántico.
Sus hallazgos, publicados en la revista Science Advances, muestran que la pérdida en la superposición del estado cuántico es causada principalmente por electrones cercanos que los investigadores inyectaron precisamente en el átomo de hierro.
"Encontramos que casi todos los electrones destruyen el estado cuántico", explica Philip Willke, primer autor del estudio. "Además, encontramos que los imanes fluctuantes cercanos tuvieron un impacto negativo similar. Aunque nuestros experimentos disminuyeron el estado de superposición a propósito, también nos dieron valiosas pistas sobre cómo mejorar los estados cuánticos de los átomos".
Andreas Heinrich, Director del Centro IBS para Nanociencia Cuántica, dijo en un comunicado: "Comprender estas interacciones destructivas nos permite evitarlas en futuros experimentos y mejorar el rendimiento de los sensores cuánticos magnéticos que, en este caso, solo consisten en un solo átomo".
La nanociencia cuántica se basa en el aprovechamiento de las propiedades de los átomos y las moléculas para los posibles avances en la detección cuántica, que pueden mejorar los dispositivos que utilizan dicha tecnología, incluidas las máquinas de resonancia magnética de los hospitales.
Los ordenadores cuánticos también podrían beneficiarse de esta investigación. Mientras aún se encuentra en desarrollo temprano, la computación cuántica promete superar a las computadoras clásicas en tareas tales como administración de bases de datos, búsqueda y optimización.
Un sistema cuántico puede mantener dos estados cuánticos simultáneamente, una condición conocida como la superposición de estados cuánticos. Sin embargo, cuando tal sistema cuántico interactúa en ambientes particulares, ya sea a través del contacto deseado o no deseado, esta superposición de estados se destruye fácilmente. Los físicos buscan comprender y controlar estos procesos.
