Físicos confirman la mecánica cuántica en un sistema de 73 qubits
Un equipo internacional de físicos ha desarrollado un detector de mentiras cuántico utilizando la prueba de Bell para verificar el comportamiento cuántico genuino en sistemas grandes. Al probar hasta 73 qubits, demostraron correlaciones imposibles en la física clásica. Este avance confirma que las computadoras cuánticas exhiben efectos cuánticos auténticos a gran escala.
Físicos de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, la Universidad de Tsinghua en Pekín y la Universidad de Zhejiang en Hangzhou han creado una prueba rigurosa para determinar si los sistemas cuánticos grandes siguen realmente la mecánica cuántica o solo la simulan. Apodado 'detector de mentiras cuántico', el experimento se basa en la prueba de Bell, diseñada originalmente por el físico John Bell, para detectar la no localidad cuántica, donde las partículas se influyen instantáneamente entre sí a través de distancias, un fenómeno reconocido con el Premio Nobel de Física de 2022.
El equipo, que incluye a los físicos teóricos Jordi Tura, Patrick Emonts y la candidata a doctora Mengyao Hu de Leiden, junto con colegas de las otras instituciones, ha ampliado los límites al examinar correlaciones de Bell en sistemas de hasta 73 qubits, las unidades fundamentales de las computadoras cuánticas. En lugar de medir directamente estas correlaciones complejas, optimizaron para la minimización de energía, una tarea que los dispositivos cuánticos manejan de manera eficiente.
Utilizando un procesador cuántico superconductor, los investigadores generaron un estado cuántico especial a través de 73 qubits y registraron niveles de energía muy por debajo de los alcanzables clásicamente, con una diferencia de 48 desviaciones estándar, lo que indica resultados improbables por azar. Además, certificaron correlaciones genuinas de Bell multipartitas, que requieren la participación de todos los qubits, lográndolo hasta 24 qubits en una serie de estados de baja energía.
La mecánica cuántica rige el comportamiento de partículas diminutas como átomos y electrones, con efectos contraintuitivos como la no localidad. Este estudio marca la primera certificación de un comportamiento cuántico tan profundo en sistemas de esta escala, demostrando que las computadoras cuánticas no solo son más grandes, sino más auténticamente cuánticas. Los hallazgos allanan el camino para una comunicación cuántica mejorada, criptografía más segura y algoritmos cuánticos avanzados.