Logran ver algo sin recibir luz de ello

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Vemos el mundo que nos rodea porque luz proveniente de cada cosa es absorbida por células especializadas de nuestra retina.

Pero, ¿puede haber visión sin absorción de ni una sola partícula de luz ni de ningún otro tipo de radiación electromagnética? Sorprendentemente, la respuesta es sí.

Imagine que tiene una cámara fotográfica tradicional que puede contener un rollo de película fotográfica.

El rollo es tan sensible que al entrar en contacto con un solo fotón quedaría inservible.

Si la única manera que tenemos de averiguar si hay o no película dentro de la cámara es mirando su interior, nunca podremos hacerlo sin alterar irremediablemente la película en caso de estar dentro.

En cambio, en el mundo cuántico, sí podríamos hacerlo.

Anton Zeilinger, uno de los ganadores del Premio Nobel de Física de 2022, fue el primero en poner en práctica la idea de un experimento sin interacción utilizando la óptica.

Ahora, en un estudio que explora la conexión entre los mundos cuántico y clásico, Shruti Dogra, John J. McCord y Gheorghe Sorin Paraoanu, de la Universidad Aalto en Finlandia, han descubierto una forma nueva y mucho más eficaz de llevar a cabo experimentos sin interacción.

El equipo utilizó circuitos superconductores relativamente grandes, pero que siguen mostrando un comportamiento cuántico, para detectar la presencia de pulsos de microondas generados por instrumentos clásicos.

Aunque Dogra y sus colegas tomaron como ejemplo el trabajo realizado por el grupo de investigación de Zeilinger, su laboratorio se centra en las microondas y los superconductores en vez de en los láseres y los espejos.

Tuvieron, por tanto, que adaptar el concepto a las distintas herramientas experimentales disponibles para los dispositivos superconductores.

Por eso, también tuvieron que cambiar el protocolo de experimentación sin interacciones de una forma crucial: añadieron otra capa de conducta cuántica utilizando circuitos del tipo descrito pero con un nivel más alto de energía.

A continuación, utilizaron como recurso la coherencia cuántica del sistema de tres niveles resultante.

La coherencia cuántica se refiere a la posibilidad de que un objeto pueda ocupar dos estados distintos al mismo tiempo, algo que permite la física cuántica.

Sin embargo, la coherencia cuántica es delicada y se destruye con facilidad, por lo que no estaba claro que el nuevo protocolo fuera a funcionar.

Para sorpresa del equipo, las primeras pruebas ya mostraron un notable aumento de la eficacia de la detección.

Los investigadores hicieron comprobaciones adicionales, con las que ratificaron la validez de los resultados.

También demostraron que incluso los pulsos de microondas de muy baja potencia pueden detectarse eficazmente utilizando su protocolo.

Las mediciones sin interacción basadas en una metodología previa, menos eficaz, ya han encontrado aplicaciones en procesos especializados como la obtención de imágenes ópticas, la detección de “ruido” y la distribución de claves criptográficas.

El método nuevo y mejorado podría aumentar drásticamente la eficacia de estos procesos.

El grupo dirigido por Paraoanu también está explorando otras formas exóticas de procesamiento de la información utilizando su nuevo enfoque, como la comunicación entre dos partes sin que se transfiera ninguna partícula física, y un tipo de computación cuántica en la que el resultado de un cálculo se obtiene sin necesidad siquiera de poner en marcha el computador.

Fuente: Nature Communications