Un equipo de científicos ha desarrollado el primer motor cuántico, un dispositivo que utiliza las peculiaridades de la mecánica cuántica para realizar trabajo mecánico. Este motor cuántico emplea un gas que puede transformarse de un gas fermiónico a un gas bosónico, dos categorías fundamentales de partículas que se diferencian por sus propiedades de espín y comportamiento en estados cuánticos. (Comunicado en ingles www.oist.jp/news-center/news/2023/9/28/powering-quantum-revolution-qua )

«Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica», afirmó en cierta ocasión el célebre físico Richard Feynman. Si bien es cierto que Feynman era un provocador nato, también lo es que sus observaciones solían ser bastante lúcidas. Lo que Feynman pretendía poner de relieve con esta frase es la dificultad de la mente humana para aceptar la mecánica cuántica. [...] ¿Por qué los objetos macroscópicos no presentan propiedades cuánticas? ¿Dónde se encuentra la transición entre el mundo cuántico y el mundo físico clásico?

Un análogo cuántico del popular juguete de "la cuna de Newton" ha sido propuesto por un dúo de físicos en Italia. Al igual que el impulso transferido en el juguete, el equipo sostiene que debería ser posible lograr la transmisión casi perfecta de una función de onda cuántica a lo largo de una línea de átomos ultra-fríos en un condensado de Bose-Einstein 1D. Según la pareja, el trabajo podría ayudar a desarrollar sistemas cuánticos de información que permitan alcanzar la transmisión de ondas de alta calidad.

Investigadores de Caltech han encontrado una manera de hacer las mediciones que van más allá de los límites impuestos por la física cuántica. Hoy en día, somos capaces de medir la posición de un objeto con una precisión sin precedentes, pero la física cuántica y el principio incertidumbre de Heisenberg ponen límites fundamentales sobre nuestra capacidad de medir. El ruido que se produce como resultado de la naturaleza cuántica de los campos utilizados para hacer esas mediciones impone lo que se llama el "límite cuántico estándar".

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han utilizado una nube súperfría de átomos, que se comporta como un único átomo, para ver un fenómeno que se predijo hace 60 años y del que se ha sido testigo una sola vez desde entonces. Lograr este fenómeno abre un nuevo camino experimental en la computación cuántica, según han destacado los expertos. Para llevar a cabo esta investigación, el equipo enfrió un millón de átomos de rubidio 100 mil millonésimas de grado por encima del cero absoluto. "No había lugar más frío del universo,

No podemos observarlos directamente, pero el comportamiento de átomos, quarks, fotones y todo aquello que compone la realidad a una escala nanométrica o menor confirma que aún no sabemos gran cosa del universo. La teoría cuántica –que describe estas diminutas partículas– dejó de ser una rareza antes confinada al laboratorio; ahora invade nuestras vidas y se encuentra en el teléfono inteligente que llevamos en nuestro bolsillo, y hasta en el número de la tarjeta de crédito que usamos para comprar por internet. La “cuántica” aparece cada vez más

La teoría de la relatividad general de Einstein establece una relación directa entre la gravitación y la geometría del espaciotiempo. Esto supone que una teoría cuántica de la gravitación implicará una estructura cuántica del propio espaciotiempo. Y en esta estructura deberá jugar un papel importante una especie de "cuanto espacial", o mínima distancia de interacción. Un nuevo límite fundamental en la Naturaleza, similar a la velocidad de la luz o al cuanto de acción, ahora en la escala de las distancias.

La ciencia subyacente en el fenómeno de la teleportación cuántica es complicada, y hasta hace poco, no se aplicaba fuera de las instalaciones experimentales de laboratorios. Pero eso está cambiando: se ha empezado a poner en práctica la teleportación cuántica en contextos más cercanos a la vida cotidiana que al ambiente minuciosamente controlado del laboratorio.

La física cuántica “es una teoría humilde pero cambiará el mundo” pese a estar “castigada de cara a la pared, olvidada, casi repudiada”, dice el catedrático de Física Teórica de la UB José Ignacio Latorre, que cree que en pocos años un ordenador cuántico podrá descifrar cuentas bancarias y secretos de Estado.

En el laboratorio Philip Whalter de la Universidad de Viena se ha demostrado la imposibilidad de decir en qué orden dos fotones pasan a través de una entrada. No se trata de información perdida o desordenada; ¡sencillamente no existe! No está definido el orden de los eventos a nivel cuántico. Este descubrimiento logrado en el 2015 muestra todavía más extraño el mundo cuántico de lo que los científicos habían pensado, y se cree que esto podría hacer crecer aún más el potencial de la computación cuántica.

Un equipo de la Universidad de Delft ha empezado ha construir la primera auténtica red cuántica, que unirá 4 ciudads holandesas. El proyecto, que finalizará en 2020, podría convertirse en la versión cuántica de ARPANET. Stephanie Wehner también coordina un proyecto europeo, llamado Quantum Internet Alliance, que pretende trasladar este experimento holandés a escala continental. De momento informáticos,ingenieros y expertos en seguridad están ayudando a diseñar la red cuántica del futuro.

Con el sugerente título de Experimentally generated randomness certified by the impossibility of superluminal signals un artículo publicado en Nature (de pago) describe un nuevo sistema que utiliza mediciones cuánticas para generar números aleatorios «certificados». En otras palabras: tienen la garantía de aleatoriedad máxima que proviene de la imposibilidad de la existencia de señales superlumínicas (que teóricamente tendrían una velocidad mayor que la de la luz – algo imposible si en este universo se respetan las leyes de la relatividad). Como los metodos matemáticos para generar números aleatorios no dejan de ser pseudo-aleatorios cuando se requiere azar de verdad hay que recurrir a la física: radioactividad, ruido electrónico o fenómenos cuánticos.

Urmila Mahadev pasó ocho años en la escuela de posgrado resolviendo una de las preguntas más básicas de la computación cuántica: ¿cómo saber si una computadora cuántica ha hecho algo cuántico?

La futura teoría de gravitación cuántica podría predecir la existencia de una distancia mínima medible; en su caso, habría que modificar el principio de indeterminación de Heisenberg con un término que podría depender del número de partículas del sistema cuántico. Se publica un estudio de los límites actuales a dichas modificaciones. Lo sorprendente es que un experimento de 1964 que usa un péndulo permite excluir gran parte del espacio de parámetros; aunque también se han considerado experimentos más recientes.

¿Es cierto que la teoría está incompleta y que, como decía Feynman "nadie la entiende"? "De acuerdo a como yo interpreto 'entender', diría que la mecánica cuántica sí se entiende. Y desde luego Feynman la entendía. [...] No entendemos la mecánica cuántica cuando por 'entender' queremos decir crear/imaginar/utilizar imágenes de nuestra experiencia que nos sirvan para describir con exactitud el comportamiento de las partículas subatómicas. Pero el problema no es que no seamos capaces de hallar tales imágenes sino que tales imágenes no existen

China ha establecido la primera red de comunicación cuántica integrada del mundo: más de 700 fibras ópticas con dos enlaces tierra-satélite para distribuir claves cuánticas en 4.600 kilómetros. El equipo, liderado por Jianwei Pan, Yuao Chen, Chengzhi Peng de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China en Hefei (USTC), informó en Nature sobre sus últimos avances hacia la aplicación práctica y global de dicha red para comunicaciones futuras.

Erman explica a D+I que la física cuántica, como ciencia, se ocupa de "las partículas, los átomos, fotones, electrones… Ha cumplido casi 100 años y en los años 30 mereció premios Nobel. Einstein y muchos otros descubrieron en ese mundo microscópico asombrosas propiedades que van más allá de la intuición y son muy sorprendentes, es como otro mundo".

Compara lo que cualquiera percibe por experiencia propia, los efectos físicos de la gravedad, la presión o la temperatura, con los invisibles comportamientos de miles de millones de átomos...

En la Universidad de Aalto han usado una computadora cuántica de IBM para explorar un área de la física pasada por alto y han desafiado viejas nociones sobre la información a nivel cuántico. "Con el presente trabajo, la 'acción fantasmagórica a distancia' de Einstein se vuelve aún más fantasmagórica. Y aunque entendemos muy bien lo que está sucediendo, todavía te da escalofríos".