Investigadores controlan 'tambaleo' del núcleo atómico: avance en almacenamiento cuántico

MadridInvestigadores de la Universidad Técnica de Delft en los Países Bajos han logrado controlar el movimiento dentro del núcleo de un átomo, avanzando en el almacenamiento de información cuántica. Se centraron en un solo átomo de titanio-47 (Ti-47), que tiene un núcleo ligeramente magnético porque le falta un neutrón en comparación con el titanio-48. Este magnetismo, llamado 'spin', podría ser crucial para el almacenamiento de información cuántica.

El núcleo generalmente se encuentra aislado de su entorno y alejado de los electrones. No obstante, mediante un proceso conocido como 'interacción hiperfina', el espín nuclear puede ser influenciado por el espín de un electrón. Este fenómeno requiere un campo magnético extremadamente pequeño y preciso para funcionar.

La investigación resalta estos puntos clave:

• Investigadores utilizaron un pulso de voltaje para alterar el giro del electrón.
• El núcleo y el electrón giraron juntos por una fracción de microsegundo.
• La interacción fue minuciosamente observada con un microscopio de efecto túnel de barrido.
• Los cálculos demostraron que no se perdió información cuántica durante esta interacción.

Sander Otte, líder del equipo de investigación, afirmó que la capacidad de influir en la materia a tan pequeña escala no es solo una teoría. Esto podría ser fundamental para el almacenamiento de información cuántica.

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Almacenar información cuántica en el núcleo de un átomo ayuda a protegerla de perturbaciones externas. Esto hace que los sistemas de computación cuántica sean más seguros y estables. La información cuántica es extremadamente delicada y puede perderse o corromperse fácilmente debido a factores externos. Mantenerla en el núcleo disminuye estos problemas.

Este hallazgo confirma las predicciones de Schrödinger sobre la mecánica cuántica y contribuye al avance de la computación cuántica en el mundo real. Al manejar con precisión los giros de electrones y núcleos, los investigadores pueden desarrollar nuevas formas de realizar cálculos cuánticos y asegurar la protección de los datos.

Lukas Veldman, quien realizó una valiosa contribución a su investigación doctoral, señaló que estas operaciones son extremadamente sensibles. Mencionó que la interacción hiperfina solo funciona dentro de un rango muy específico de campo magnético.

Este experimento demuestra que los humanos pueden manipular la materia a un nivel cuántico, lo que podría llevar a avances significativos en el almacenamiento de información cuántica. Este progreso podría ser esencial para el desarrollo de computadoras cuánticas prácticas, transformando la forma en que se almacenan y procesan los datos en el futuro.