Los investigadores han utilizado la superposición cuántica para ayudar a los qubits a violar un límite cuántico fundamental, permitiéndoles mantener la información cinco veces más tiempo. Este avance implica un sistema de tres qubits que demuestra correlaciones extremas a lo largo del tiempo. El hallazgo podría mejorar las aplicaciones de computación cuántica y metrología.
Los físicos han debatido durante mucho tiempo la frontera entre los mundos cuántico y clásico, con una prueba clave desarrollada por Anthony Leggett y Anupam Garg en 1985 para evaluar el comportamiento cuántico a través de correlaciones temporales. Estas correlaciones miden qué tan fuertemente se relacionan las propiedades de un objeto en diferentes momentos, con los objetos cuánticos mostrando puntuaciones inusualmente altas. Sin embargo, se creía que las puntuaciones estaban limitadas por el límite de Tsirelson temporal (TTB), un límite que ni siquiera los sistemas cuánticos podían superar. Un equipo liderado por Arijit Chatterjee en el Indian Institute of Science Education and Research en Pune desafió esto. Utilizando una molécula basada en carbono que contiene tres qubits —las unidades básicas de las computadoras cuánticas—, configuraron el sistema para superar drásticamente el TTB. El primer qubit controlaba el segundo, o qubit objetivo, a través de un estado de superposición cuántica, haciendo que se comportara de dos maneras contradictorias al mismo tiempo, como rotar tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el contrario. Un tercer qubit midió entonces las propiedades del objetivo. Esta configuración produjo una de las violaciones más grandes plausibles del TTB. Como resultado, el qubit objetivo resistió la decoherencia —la pérdida de información cuántica con el tiempo— cinco veces más que lo habitual. Chatterjee señaló que «esta robustez es deseable y útil en cualquier situación donde los qubits deban controlarse con precisión, como para la computación». El miembro del equipo H. S. Karthik, de la Universidad de Gdansk en Polonia, destacó aplicaciones en metrología cuántica, diciendo que hay «procedimientos... que podrían mejorarse con este tipo de control de qubits», como la detección precisa de campos electromagnéticos. Le Luo, de la Universidad Sun Yat-Sen en China, elogió el trabajo por ampliar la comprensión del comportamiento temporal cuántico, ya que la violación extrema del TTB muestra una profunda cuantía en el sistema. Karthik añadió que «es un fuerte testimonio de cuánta cuantía había en todo el sistema de tres qubits». La investigación aparece en Physical Review Letters (DOI: 10.1103/vydp-9qqq).