Demostrar que se transporta información entre electrones era un paso importante para mejorar la computación cuántica. Ahora, investigadores de las universidades de Rochester y Purdue lo han conseguido. Lo han publicado en Nature Communications y Physical Review X.
Es el paso siguiente que se confirmara el año pasado que la información pasaba entre fotones en chips de computadora. Esto se producía incluso cuando los fotones no se encontraban físicamente vinculados-
Son importantes avances de que pueden revolucionar la tecnología, la medicina y la ciencia. Se proporcionarían procesadores y sensores más rápidos y eficientes.
Albert Einstein ya habló de la “acción fantasmagórica a distancia”, ahora conocida como entrelazamiento cuántico. Esta teletransportación cuántica es su demostración. Al entrelazar se, la propiedad este una partícula se modifican o afectan a las propiedades de otra. Esto se produce incluso cuando hay gran distancia entre partículas.
Según lo que ha quedado ahora demostrado, estado de una tercera partícula “teletransporta” instantáneamente su estado altos partículas entrelazadas y distantes.
Una computadora típica está formada de miles de millones de transistores, llamados bits. Las computadoras cuánticas codifican la información en bits cuánticos o qubits. Mientras que un bit solo tiene un valor binario, ‘0’ o ‘1’, los qubits pueden ser ‘0’ y ‘1’ a la vez.
La teletransportación cuántica usando fotones electromagnéticos puede crear pares de qubits entrelazados en remoto. En cambio, los qubits hechos de electrones individuales ofrecen un gran potencial para transmitir información en semiconductores.
John Nichol, profesor de Física en Rochester y autor de la nueva investigación, explica en un comunicado que “los electrones individuales son qubits prometedores porque interactúan muy fácilmente entre sí, y los qubits de electrones individuales en semiconductores también son escalables”.
“Crear de manera confiable interacciones de larga distancia entre electrones es esencial para la computación cuántica”, añade.
Los electrones individuales son imanes con un polo norte y un polo sur
Los científicos emplearon una técnica basada en los principios del acoplamiento de intercambio de Heisenberg para demostrar la teletransportación cuántica usando electrones. Un electrón individual vendría a ser un imán de barra con un polo norte y un polo sur que pueden apuntar hacia arriba o hacia abajo.
Aquí entra en juego el llamado momento magnético del electrón o el estado de giro cuántico. Esto es la dirección del polo, con independencia de que el polo norte apunte hacia arriba o hacia abajo. Pues bien, si algunos tipos de partículas tienen el mismo momento magnético, no pueden estar en el mismo lugar y al mismo tiempo.
Por tanto, dos electrones en el mismo estado cuántico no pueden ponerse uno encima al otro. De hacerlo, sus estados cambiarían de un lado a otro al tiempo. Esto es lo que utilizaron los investigadores. Distribuyeron pares de electrones entrelazados y, utilizando esa técnica, teletransportaron sus estados de espín.
Nichol indica que “proporcionamos evidencia de ‘intercambio de entrelazamientos’, en el que creamos entrelazamiento de dos electrones a pesar de que las partículas nunca interactúan, y ‘teletransportación de puerta cuántica’, una técnica potencialmente útil para la computación cuántica mediante teletransportación”.
“Nuestro trabajo muestra que esto se puede hacer incluso sin fotones”, sentencia.
Con esta demostración se facilitan futuras investigaciones sobre teletransportación cuántica que involucren estados de espín de toda la materia. No sólo de fotones. Aporta más evidencia de las utilidades de los electrones individuales en semiconductores qubit.