Desde los estudios cuánticos llega una "nueva forma de entender el mundo"

Investigadores chinos han dado un paso crucial hacia el desarrollo del potencial de la computación cuántica en la simulación de un estado complejo mediante el uso de fotones.

Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, en Hefei, provincia de Anhui, lograron el anómalo estado cuántico fraccional Hall con fotones, una hazaña solo alcanzada con electrones en condiciones específicas. El hallazgo quedó plasmado en la revista Science el 3 de mayo.

El estado Hall, descubierto por primera vez en 1981, surge del comportamiento de los electrones en un material especial sometido a un fuerte campo magnético. Observar este fenómeno ha sido uno de los principales objetivos del estudio de la materia condensada.

El equipo, dirigido por los profesores Lu Chaoyang y Pan Jianwei, diseñó un sistema de 16 "cajas de fotones" microscópicas en un chip diminuto, confinando un solo fotón dentro de cada una. Este innovador enfoque "ascendente" de la simulación cuántica les permitió crear artificialmente el estado deseado.

"Esta tecnología, conocida como simulación cuántica, es un componente clave de la 'segunda revolución cuántica' y se espera que se aplique a la computación cuántica en un futuro próximo", indicó Pan.

La simulación ofrece una poderosa herramienta para comprender y manipular sistemas complejos, allanando el camino hacia avances en el procesamiento cuántico de la información.

"Podemos combinar átomos según la demanda y el diseño, proporcionando así una forma completamente nueva de entender el mundo", afirmó Pan. "Este planteamiento nos permite construir máquinas cuánticas desde cero, lo que conduce al desarrollo de tecnologías totalmente nuevas".

Tradicionalmente, el estudio del efecto Hall requería condiciones experimentales estrictas, como temperaturas extremadamente bajas y materiales de gran pureza. El método usado superó esas limitaciones empleando fotones en lugar de electrones.

"Con este sistema de fotones creado artificialmente, se puede tener el control, lo que conduce a una mayor flexibilidad y capacidad de manejo”, explicó Lu. "Esto nos permite manipular con precisión cada componente y obtener una comprensión más profunda de los sistemas cuánticos". Lu apuntó que su trabajo ha abierto un nuevo capítulo en la exploración de fenómenos cuánticos exóticos.

"Mediante el uso de cajas de fotones artificiales como unidades básicas, podemos crear más estados cuánticos extraños que no existen de forma natural en nuestro mundo", anotó Lu. "Esto abre las puertas a la investigación y al descubrimiento de fenómenos científicos totalmente novedosos en el futuro".