Producen el primer gato de Schrödinger óptico

Científicos franceses han producido por vez primera un “gato de Schrödinger” óptico, abriendo infinitas posibilidades a la información cuántica, informa el CNRS en un comunicado.

Este experimento ha venido a demostrar que es posible realizar en el dominio de la óptica cuántica una experiencia real que retoma los conceptos de la experiencia imaginaria de Erwin Schrödinger.

Erwin Schrödinger (1887-1961) demostró en 1935 que las leyes de la física cuántica provocan a la escala ordinaria predicciones extrañas.

Propuso la experiencia de pensamiento conocida como Gato de Schrödinger para explicar la paradoja: una caja que contiene un gato y un recipiente con veneno, que se abre con la desintegración de un átomo radiactivo.

Aunque estadísticamente la probabilidad de una desintegración del átomo reactivo es del 50%, la física cuántica señala que el átomo del que depende la vida del gato está a la vez desintegrado e intacto, por lo que a su vez el gato está también vivo y muerto al mismo tiempo, en una superposición de estados.

Gato óptico

En el experimento de los físicos franceses, un haz luminoso desempeña el papel del gato de Schrödinger. Philippe Grangier y su equipo del Laboratorio Charles Fabry (CNRS), del Instituto de Óptica de la Universidad de París, consiguió preparar un impulso luminoso que se propaga libremente en una superposición de estados cuánticos diferentes.

El campo eléctrico de esta onda, medida por los científicos franceses, tomó valores diferentes equivalentes al del estado vivo y muerto del gato de Schrödinger.

De esta forma, descubrieron un método óptico simple para producir un pequeño número de fotones en una superposición de estados incompatibles entre sí.

Se trata de la capacidad de producir de una serie limitada de “gatos de Schrödinger”, resultado que Grangier explica de esta forma en la revista Nature: “se visualiza directamente la probabilidad asociada al hecho de que el gato esté vivo o muerto”.

Nuevas posibilidades

Esta posibilidad de producir, manipular y distribuir estos “gatos ópticos” abre numerosas perspectivas a la información cuántica, como la transmisión a larga distancia de mensajes criptados sin posibilidad de ser leídos por terceros.

Asimismo, este resultado aproxima la tecnología actual a la realización de cálculos a velocidades muy superiores que las que permiten los ordenadores actuales, e incluso a la realización de medidas de precisión.

Lo más importante, sin embargo, del resultado obtenido por estos físicos franceses, es que impulsa la transición de la física cuántica hacia el universo cotidiano, ya que en el experimento de Schrödinger el estado del gato depende del estado del átomo de uranio. En el experimento óptico, se encuentran así los mundos cuántico y físico.

Antecedentes

En un experimento anterior, del que informamos en otro artículo, físicos franceses entre los que se encontraba asimismo Philippe Grangier, comprobaron que el fotón se manifiesta como una onda cuando se ha decidido observar un comportamiento ondulatorio, y que se comporta como una partícula cuando se ha decidido observar un comportamiento corpuscular.

Este comportamiento fotónico se produce incluso cuando la pretensión del observador se retrasa al máximo y se ejerce de forma aleatoria, lo que acentúa la controversia sobre la influencia del observador en la mecánica cuántica, del que el experimento imaginario del Gato de Schrödinger constituye la máxima expresión.

Por otro lado, tal como informamos en otro artículo, un equipo internacional de físicos ha conseguido asimismo generar en laboratorio la intricación cuántica de seis fotones, realizando así de otra forma el experimento de pensamiento conocido como gato de Schrödinger.

Estos resultados abren las puertas a una futura experimentación con los llamados qubits (unidades cuánticas de información), que son la base de la computación cuántica.