Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universidad de Waterloo (Canadá), han propuesto un experimento que permite la transferencia de información entre el pasado y el futuro, usando para ello las propiedades del vacío cuántico. El trabajo ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.
“El vacío, tal y como lo entendemos clásicamente, es un estado completamente desprovisto de materia. Sin embargo, cuánticamente, el vacío está lleno de partículas virtuales. Es lo que se conoce como fluctuaciones cuánticas del vacío. Gracias a estas fluctuaciones, es posible hacer que el vacío esté entrelazado en el tiempo; es decir, el vacío que hay ahora y el que habrá en un instante de tiempo posterior, presentan fuertes correlaciones cuánticas”, explica el investigador del CSIC Borja Peropadre, del Instituto de Física Fundamental. Los científicos han conseguido explotar estas propiedades, utilizando la emergente tecnología de los circuitos superconductores.
“Los circuitos superconductores permiten reproducir la interacción entre materia y radiación, pero con un grado de control asombroso. No sólo permiten controlar la intensidad de la interacción entre átomos y luz, sino también el tiempo que dura la misma. Gracias a ello, hemos podido amplificar efectos cuánticos que, de otra forma, serían imposibles de detectar”, añade el investigador Carlos Sabín, director del estudio.
De este modo, haciendo interaccionar fuertemente dos átomos P (pasado) y F (futuro) con el vacío de un campo cuántico en distintos instantes de tiempo, los científicos han encontrado que P y F acaban fuertemente entrelazados.
“Es importante señalar que no sólo es que los átomos no hayan interaccionado entre ellos, sino que en un mundo clásico, ni siquiera sabrían de su existencia mutua”, comentan los investigadores.
Aplicación como memoria cuántica
Desde el punto de vista tecnológico, una aplicación muy importante de este resultado es el uso de esta transferencia de entrelazamiento como futura memoria cuántica. “Codificando el estado de un átomo P en el vacío de un campo cuántico, podremos recuperarlo pasado un tiempo, en el átomo F. Esa información de P, que está siendo ‘memorizada’ por el vacío, será transferida después al átomo F sin pérdida de información. Todo ello gracias a la extracción de las correlaciones temporales del vacío”, concluye Peropadre.
“Los circuitos superconductores permiten reproducir la interacción entre materia y radiación, pero con un grado de control asombroso. No sólo permiten controlar la intensidad de la interacción entre átomos y luz, sino también el tiempo que dura la misma. Gracias a ello, hemos podido amplificar efectos cuánticos que, de otra forma, serían imposibles de detectar”, añade el investigador Carlos Sabín, director del estudio.
De este modo, haciendo interaccionar fuertemente dos átomos P (pasado) y F (futuro) con el vacío de un campo cuántico en distintos instantes de tiempo, los científicos han encontrado que P y F acaban fuertemente entrelazados.
“Es importante señalar que no sólo es que los átomos no hayan interaccionado entre ellos, sino que en un mundo clásico, ni siquiera sabrían de su existencia mutua”, comentan los investigadores.
Aplicación como memoria cuántica
Desde el punto de vista tecnológico, una aplicación muy importante de este resultado es el uso de esta transferencia de entrelazamiento como futura memoria cuántica. “Codificando el estado de un átomo P en el vacío de un campo cuántico, podremos recuperarlo pasado un tiempo, en el átomo F. Esa información de P, que está siendo ‘memorizada’ por el vacío, será transferida después al átomo F sin pérdida de información. Todo ello gracias a la extracción de las correlaciones temporales del vacío”, concluye Peropadre.
Carlos Sabín, Borja Peropadre, Marco del Rey, Eduardo Martín-Martínez. Extracting Past-Future Vacuum Correlations Using Circuit QED. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.033602
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