Los investigadores proponen usar ordenadores cuánticos para mejorar las imágenes de exoplanetas distantes procesando señales de luz tenue de forma más efectiva. El método combina dispositivos basados en diamantes y sistemas de átomos ultrarríos para extraer detalles más claros de flujos débiles de fotones. Esto podría revelar firmas moleculares en estos mundos lejanos.
Los astrónomos han identificado miles de exoplanetas más allá de nuestro sistema solar, con estimaciones que sugieren que existen miles de millones. Estudiar estos mundos distantes es crucial para la búsqueda de vida extraterrestre, pero sus débiles señales de luz, a menudo abrumadas por estrellas cercanas, plantean desafíos significativos. Johannes Borregaard, de la Universidad de Harvard, junto con colegas, sugiere que los ordenadores cuánticos podrían transformar la obtención de imágenes de exoplanetas. Los métodos tradicionales luchan con señales tan débiles como un fotón por segundo de observación telescópica, una dificultad destacada por los colaboradores de Borregaard en la NASA. Al almacenar los estados cuánticos de los fotones entrantes, los dispositivos cuánticos podrían aprovechar sus propiedades inherentes para producir imágenes más nítidas, distinguiendo planetas de estrellas e incluso detectando huellas moleculares. El sistema propuesto comienza con un dispositivo cuántico fabricado con diamantes diseñados, que ha sido probado para el almacenamiento de fotones. Estos estados se transferirían luego a un segundo dispositivo que utiliza átomos ultrarríos —una tecnología que muestra promesa experimental— para ejecutar algoritmos que generen imágenes detalladas. Los cálculos indican que este enfoque podría requerir solo una fracción —centésimas o milésimas— de los fotones necesarios para las técnicas convencionales, destacando en condiciones de baja luz. Cosmo Lupo, de la Universidad Politécnica de Bari, señala: «Los fotones obedecen las reglas de la mecánica cuántica. Por lo tanto, es natural e inteligente investigar métodos cuánticos para detectar y procesar la luz procedente, por ejemplo, de exoplanetas». Reconoce la complejidad de conectar los dispositivos y controlar su rendimiento, pero apunta a aplicaciones cuánticas existentes en astronomía, como la observación de una estrella en la constelación de Canis Minor. Borregaard coincide en que, aunque las tecnologías de diamantes y átomos ultrarríos están avanzando, interconectarlas sigue siendo un foco de investigación en curso. Lupo es optimista y califica el trabajo como «un importante primer paso» hacia el impacto de la computación cuántica en la obtención de imágenes y la astronomía. Los hallazgos aparecen en PRX Quantum (DOI: 10.1103/s94k-929p).