Físicos españoles describen cómo obtener un nuevo fenómeno cuántico

Investigadores de las universidades Autónoma de Barcelona y Salamanca han descrito, por primera vez, la manera de capturar dos electrones en una trampa cuántica. La descripción, publicada en la última edición de la revista Physical Review Letters, abre la puerta a futuras aplicaciones en el ámbito de la computación cuántica, al tiempo que aporta conocimientos fundamentales para entender las interacciones de los átomos con la luz. Según los autores de la investigación, el trabajo sienta las bases de un futuro libro de instrucciones para conseguir estos particulares fenómenos cuánticos.

Las trampas cuánticas son fenómenos físicos artificiosos concebidos para evitar que un átomo interaccione de forma espontánea con la luz. El uso de este tipo de trampas, descritas ya en los años setenta, ha sido esencial en distintas áreas como los condensados de Bose-Einstein, merecedores en 2001 del Nobel de Física, para conseguir el enfriamiento de las partículas a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. También en computación cuántica, donde se persigue la mayor estabilidad posible de los sistemas basados en los llamados estados internos de superposición de electrones o qubits (bits cuánticos de información con más valores posibles que el 1 y el 0 clásicos.

Hasta la fecha, sin embargo, las trampas sólo se habían podido analizar para un único electrón lo que, pese a su evidente utilidad, limitaba su campo de actuación. 'Hemos subido un peldaño más', afirma Ramón Corbalán, coautor del trabajo junto a Jordi Mompart y Luís Roso. Un peldaño, añade, que permite 'ganar en estabilidad' teóricamente frente a la emisión espontánea de fotones que se produce cuando un átomo interacciona con la luz y que desestabiliza a los qubits.

'Los átomos tienden a evolucionar de forma descontrolada porque no pueden evitar la emisión espontánea', explica Corbalán. En el antiintuitivo mundo cuántico, poco podría avanzarse en computación si no se controlan los átomos puesto que la simple emisión o absorción de un fotón basta para desequilibrar el sistema. El trabajo citado, señala Corbalán, puede contribuir a ese control puesto que abre la puerta a sistemas que facilitan la posibilidad de 'desacoplar el sistema de la luz', es decir, hacerlo independiente de la misma. Del mismo modo, al disponer de dos electrones capturados en la misma trampa, el sistema gana en complejidad por lo que también gana en capacidad de cálculo o de manejo de la información.