Los científicos que lograron 'salvar' al gato de Schrödinger han dado grandes pasos en el desarrollo de la computación cuántica. Foto: Pixabay.

Los científicos que lograron 'salvar' al gato de Schrödinger han dado grandes pasos en el desarrollo de la computación cuántica. Foto: Pixabay.

Viernes 07 de junio 2019

#experimental

Científicos logran 'salvar' al gato de Schrödinger, ¿cómo lo hicieron?

Redacción Afull (I)

Si las ciencias exactas no son lo tuyo- o incluso si lo son-, seguramente el llamado Gato de Schrödinger te dio más de un dolor de cabeza cuando te lo explicaron en el colegio. El experimento,  simboliza  "algunas de las características más desconcertantes de la física cuántica", asegura la BBC. Pues en la paradoja planteada por el físico austriaco Erwin Schrödinger en 1935, el gato está muerto y vivo al mismo tiempo. 

Schrödinger, explica el porta españoll El Rincón de la Ciencia, propuso el experimento "para ilustrar las diferencias entre interacción y medida en el campo de la mecánica cuántica".

Imagina un gato en el interior de una caja. No está solo, hay cerca de él un peligroso dispositivo: un recipiente con cianuro de hidrógeno (un gas venenoso) y un martillo que está conectado a un mecanismo detector de partículas alfa. Si llega una, el martillo caerá rompiendo el recipiente y dejando salir el veneno. Como consecuencia, el gato muere. Obviamente, si la partícula no llega, no ocurre nada y el gato sigue vivo. 

Recuerda que todo esto sucede en el interior de la caja que está cerrada, por lo que el observador no puede saber qué es lo que sucedió hasta abrirla para comprobar si el gato está vivo o muerto.  Las leyes de la mecánica cuántica explican lo que ocurre allí de una forma por decir lo menos, extraña.


"El gato vendrá descrito por una función de onda extremadamente compleja resultado de la superposición de dos estados combinados al 50%: 'gato vivo' y 'gato muerto'. Es decir, aplicando el formalismo cuántico, el gato estaría a la vez vivo y muerto; se trataría de dos estados indistinguibles".  Así, según la mecánica cuántica, mientras nadie mire en el interior de la caja el gato se encuentra tanto muerto como vivo. 

En el momento que la caja se abre, el observador realiza una interacción con el sistema y lo altera. De esta forma "se rompe la superposición de estados y el sistema se decanta" por una de las dos posibilidades

Ahora bien, ¿qué hicieron los investigadores de la Universidad de Yale que lograron 'salvar' al gato de Schrödinger? Hallaron una forma de predecir el estado del gato sin necesidad de abrir la caja y de esta forma salvarlo. Todo está en los saltos cuánticos que son "el cambio no continuo y aleatorio en un estado cuando es observado", dice la BBC. 

"Para un objeto diminuto como un electrón, una molécula o un átomo artificial que contiene una unidad de información cuántica, conocida como cúbit, un salto cuántico es la transición repentina entre un estado de energía a otro", explica la Universidad de Yale en un comunicado

En el experimento, los científicos del centro Michel Devoret y Zlatko Minev, utilizaron un método novedoso para estudiar los saltos cuánticos. Así, lograron determinar que estos no son ni tan abruptos ni tan aleatorios. Así, contradicen una teoría previamente presentada por el físico danés Niels Bohr, ganador del Nobel de Física de 1922 por su contribución a la comprensión del átomo y la mecánica cuántica.

¿Por qué es importante el descubrimiento?, la BBC afirma que "implica un sistema de alerta de posibles fallas en computadoras cuánticas", un tipo de ordenadores superpotentes que centros académicos del mundo están intentando desarrollar.


 A diferencia de la computación clásica, que utiliza bits que tienen el valor de cero y uno, la cuántica se basa en el uso de cúbits, que pueden representar tanto a uno como a cero, pero también la combinación entre los dos valores (0 y 0, 1 y 1 y 0 y 1). De esta manera se abre la posibilidad a la creación de nuevos algoritmos.  La combinación de los valores se llama superposición, y aquí volvemos a Schrödinger y su gato muerto y vivo al mismo tiempo. 

Según la BBC, cuando se desarrollan computadoras cuánticas "los científicos deben lidiar con saltos cuánticos, que son manifestaciones de errores de cálculo". En el comunicado de la Universidad de Yale, Devoret indica que los saltos ocurren "cada vez que medimos un cúbit" por lo que los científicos intentaron determinar si existía la posibilidad de "tener una señal de advertencia de que un salto cuántico está por ocurrir de forma inminente".  

Con tres generadores de ondas de microondas que irradiaban al átomo en un contenedor de aluminio, los científicos lograron observar los átomos con una precisión que, asegura Yale, no tendría precedentes.

 La radiación de las microondas afecta el átomo artificial, lo que produce saltos cuánticos mientras esto es observado. "Las señales de estos saltos pueden ser amplificadas y la ausencia de ciertos fotones es usada como una señal de un salto cuántico inminente". Con esta advertencia, los científicos pueden no solo detectar el salto, sino también revertirlo. Es decir, salvar al gato.