Alguien demostró el experimento metafórico del gato de Schrödinger en la vida real: creen que es el "santo grial" para una mecánica cuántica sin errores Xataka México
23 de Enero, 2025 16:05La paradoja del gato de Schrödinger, que describe a un felino en un estado simultáneo de vida y muerte hasta que se observa, es mucho más que una curiosidad filosófica sobre la naturaleza de la mecánica cuántica.
Según Live Science , este experimento mental ha servido como base para un avance revolucionario en la computación cuántica, que promete resolver uno de los mayores desafíos del campo: los errores.
Investigadores lograron aplicar este concepto para desarrollar un sistema de almacenamiento de información cuántica más resistente al utilizar un átomo de antimonio.
Este átomo, integrado en un chip de silicio, puede almacenar datos en ocho estados diferentes y superar los dos estados de los qubits convencionales.
Esto no solo aumenta la capacidad de procesamiento, sino que también reduce enormemente la probabilidad de que un error comprometa toda la información almacenada.
{"videoId":"x9crq6q","autoplay":true,"title":"Aspiradora robot con brazo", "tag":"", "duration":"39"} "Como dice el proverbio, un gato tiene nueve vidas", explicó Benjamin Wilhelm, coautor del estudio.
"Nuestro "gato" metafórico tiene siete vidas: se necesitarían siete errores consecutivos para convertir un "0" en un "1"".
Este enfoque representa un paso importante hacia la creación de ordenadores cuánticos tolerantes a fallos, lo que muchos expertos consideran el "santo grial" de la computación cuántica.
La computación cuántica: promesas, desafíos y un futuro moldeado por qubitsLa computación cuántica es uno de los campos tecnológicos más prometedores, con el potencial de transformar industrias enteras gracias a su capacidad para realizar cálculos exponencialmente más rápidos que los ordenadores clásicos.
Según Live Science , los qubits, que operan en un estado de superposición (0 y 1 simultáneamente), permiten a estas máquinas procesar datos en paralelo y resolver problemas que requerirían millones de años para las supercomputadoras actuales.
Sin embargo, esta promesa viene acompañada de desafíos.
Los qubits son extremadamente sensibles a su entorno; cualquier interferencia externa, como vibraciones o fluctuaciones térmicas, puede provocar que pierdan su estado cuántico, un fenómeno conocido como decoherencia.
Esto hace que los ordenadores cuánticos sean propensos a errores.
Para mitigar este problema, los investigadores desarrollan tecnologías de corrección de errores, pero estas requieren grandes cantidades de qubits adicionales, lo que limita la capacidad de procesamiento disponible.
Aquí es donde entra en juego el avance del antimonio.
Al permitir que un solo átomo almacene información en múltiples estados, se reduce la dependencia de qubits adicionales para la corrección de errores, lo que podría acelerar el desarrollo de sistemas funcionales a gran escala.
Gato de Schrödinger: la paradoja que ilustra el corazón de la mecánica cuánticaLa paradoja del gato de Schrödinger, ideada por el físico Erwin Schrödinger en 1925, es una metáfora que describe la naturaleza de la superposición cuántica.
Según ethic , el experimento imagina un gato encerrado en una caja junto a un frasco de veneno que puede ser liberado por la desintegración de un átomo radiactivo.
Mientras no se observa, el gato está simultáneamente vivo y muerto, un estado determinado solo en el momento de la observación.
Este concepto captura la esencia de cómo los sistemas cuánticos pueden existir en múltiples estados hasta que interactúan con su entorno.
En el contexto de la computación cuántica, esta idea subraya la dificultad de leer o manipular qubits sin perturbar su estado cuántico, lo que puede resultar en pérdida de información.
El avance reciente, inspirado en este experimento mental, utiliza el principio de superposición de una manera práctica para hacer que los sistemas cuánticos sean más estables y menos propensos a errores.
Pero el impacto de este desarrollo podría ir más allá de la corrección de errores.
Según Live Science , la computación cuántica tiene aplicaciones en áreas como la modelización climática, la creación de nuevos materiales y la inteligencia artificial.
Sin embargo, su éxito depende de superar los desafíos actuales relacionados con la estabilidad y la escalabilidad.
Además, este método podría integrarse con tecnologías existentes, como el chip cuántico Willow de Google, que utiliza qubits lógicos para mejorar la confiabilidad de los cálculos.
Mecánica cuántica: cuando el universo desafía nuestra intuiciónLa mecánica cuántica es el conjunto de principios físicos que explican el comportamiento de las partículas subatómicas como electrones, fotones y átomos.
A diferencia de las leyes de la física clásica que gobiernan el mundo macroscópico, en el ámbito cuántico las reglas son profundamente contraintuitivas.
Según Live Science, en este nivel de escalada, las partículas no tienen una ubicación o estado definido hasta que son observadas, sino que existen en una "neblina de probabilidades" donde pueden ocupar varios estados simultáneamente.
Este fenómeno se conoce como superposición y desafía la percepción de la realidad cotidiana.
La historia de la mecánica cuántica comienza con un desafío científico: explicar por qué los objetos emiten luz en colores específicos a ciertas temperaturas.
En 1900, Max Planck propuso que la luz no era una onda continua, sino que estaba formada por paquetes discretos de energía llamados "cuantos".
Años después, Albert Einstein ampliaría esta idea al describir cómo la luz podía expulsar electrones de superficies metálicas en el llamado efecto fotoeléctrico.
Este fue uno de los primeros pasos hacia la formulación de una física que redefine cómo entendemos las interacciones de la materia y la energía en escalas microscópicas.
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Dualidad onda-partícula y el nacimiento de una nueva físicaUna de las características más extrañas de la mecánica cuántica es la dualidad onda-partícula.
Las partículas subatómicas pueden comportarse tanto como partículas puntuales como ondas que interfieren consigo mismas.
Este concepto fue demostrado a través del experimento de la doble rendija, en el que electrones disparados contra una placa con dos rendijas formaban patrones de interferencia típicas de las ondas.
Sorprendentemente, incluso cuando se lanzaba uno a uno, los electrones parecían "interferir consigo mismos", y así revelar la naturaleza dual de estas partículas.
Este hallazgo, explorado por físicos como Louis de Broglie, marcó un cambio de paradigma en la forma en la que la filosofía de la ciencia comprendía el universo.
La mecánica cuántica no solo explica cómo se comportan las partículas, sino que también describe la estructura interna de los átomos.
Niels Bohr propuso que los electrones orbitan el núcleo del átomo en niveles energéticos definidos.
Más tarde, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger ofrecieron una visión más compleja al describir los electrones no como partículas en órbitas fijas, sino como ondas que ocupan regiones llamadas "orbitales".
Este modelo, aunque matemáticamente abstracto, ha permitido avances en química, tecnología y más recientemente en computación cuántica.
Cabe recordar que la mecánica cuántica fue fundamental en el desarrollo de la bomba atómica por Robert Oppenheimer ya que proporcionó la comprensión necesaria sobre las reacciones nucleares, como la fisión del uranio-235, que libera una enorme cantidad de energía.
Este proceso, conocido como "reacción en cadena", es la base del funcionamiento de las armas nucleares.
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