Agencias
En dos experimentos, los primeros de su tipo, un equipo dirigido por el profesor Andrew Cleland utilizó un dispositivo llamado divisor de haz acústico para “dividir” fonones y demostrar así sus propiedades cuánticas. Al demostrar que el divisor de haz se puede usar tanto para inducir un estado de superposición cuántica especial para un fonón como para crear una mayor interferencia entre dos fonones, el equipo de investigación dio los primeros pasos críticos hacia la creación de un nuevo tipo de computadora cuántica.
Los resultados se publican en la revista Science.
En los experimentos, los investigadores utilizaron fonones que tienen un tono aproximadamente un millón de veces más alto que el que puede escuchar el oído humano. Anteriormente, Cleland y su equipo descubrieron cómo crear y detectar fonones individuales y fueron los primeros en entrelazar dos fonones.
Para demostrar las capacidades cuánticas de estos fonones, el equipo, incluido el estudiante graduado de Cleland, Hong Qiao, creó un divisor de haz que puede dividir un haz de sonido por la mitad, transmitiendo la mitad y reflejando la otra mitad hacia su fuente (ya existen divisores de haz para la luz y tienen utilizado para demostrar las capacidades cuánticas de los fotones). Todo el sistema, incluidos dos qubits para generar y detectar fonones, funciona a temperaturas extremadamente bajas y utiliza fonones de ondas acústicas superficiales individuales, que viajan sobre la superficie de un material, en este caso, niobato de litio.
Sin embargo, la física cuántica dice que un solo fonón es indivisible. Entonces, cuando el equipo envió un solo fonón al divisor de haz, en lugar de dividirse, entró en una superposición cuántica, un estado en el que el fonón se refleja y transmite al mismo tiempo. Observar (medir) el fonón hace que este estado cuántico colapse en una de las dos salidas.
El equipo encontró una forma de mantener ese estado de superposición al capturar el fonón en dos qubits. Un qubit es la unidad básica de información en la computación cuántica. En realidad, solo un qubit captura el fonón, pero los investigadores no pueden saber qué qubit hasta después de la medición. En otras palabras, la superposición cuántica se transfiere del fonón a los dos qubits. Los investigadores midieron esta superposición de dos qubits, lo que produjo “una prueba estándar de oro de que el divisor de haz está creando un estado entrelazado cuántico”, dijo Cleland en un comunicado.
