Crean un tambor cuántico

tambor-cuanticoCon una apariencia similar a una pandereta o pandero sin sonajas, el tambor desarrollado por investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Colorado (NIST), en EE UU, es una membrana redonda de aluminio de 100 nanómetros de grosor que actúa a la vez como la piel vibrante del tambor y como la pieza de un condensador eléctrico. El dispositivo, cuyos detalles se publican en la revista Nature, posee la clave para abrir un nuevo campo en física cuántica.

El circuito superconductor del tambor muestra un fuerte acoplamiento electromecánico sin precedentes, una característica fundamental para observar y controlar estados cuánticos duraderos en los movimientos mecánicos. Este tambor es lo suficientemente ligero y flexible como para vibrar libremente incluso siendo más grande y pesado que los típicos nanohilos utilizados en experimentos similares. 

"El tambor consigue un equilibrio perfecto ya que, aunque se mantiene a microescala, se puede acoplar fuertemente", declara John Teufel, autor principal del estudio. Los experimentos realizados por los científicos crearon fuertes interacciones entre la luz microondas, que oscila 7,5 mil millones de veces por segundo, y el "micro tambor", que vibra a una radiofrecuencia de 11 millones de veces por segundo. Concretamente, pasaron la energía microondas a 56 megahercios (MHz o millón de ciclos por segundo) por nanómetro del movimiento del tambor, 1.000 veces más que lo conseguido hasta ahora. "Hemos aumentado el índice al que estos dos instrumentos se comunican entre sí" explica Teufel. El movimiento del tambor durará cientos de microsegundos, según el artícul, un tiempo relativamente largo en el rápido mundo cuántico.

Cuando el tambor vibra, la capacitancia cambia y el movimiento mecánico modula las propiedades del circuito eléctrico. Actúa el mismo principio en un micrófono y una radio de FM, pero aquí el movimiento natural del tambor, generalmente en una frecuencia, se transmite al oyente en el laboratorio.

El experimento supone un paso hacia el entrelazamiento (un curioso estado cuántico que correlaciona las propiedades de los objetos) entre los fotones de las microondas y el movimiento del tambor, afirma Teufel, que añade que el aparato tiene la fuerza de acoplamiento más alta y las pérdidas de energía más bajas necesarias para generar entrelazamiento. El tambor es un logro clave en los esfuerzos del NIST para desarrollar componentes para ordenadores cuánticos superconductores y simulaciones cuánticas.

Etiquetas: física

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