Cómo el ruido convierte el orden en caos en un chip cuántico ⚡ экспресс
Por primera vez se ha detectado experimentalmente el caos cuántico disipativo en un procesador cuántico superconductor. Al medir la estadística de las distancias entre niveles de energía (ratios complejos de espaciado), los científicos observaron un patrón característico en forma de 'rosquilla' para sistemas caóticos y un pico agudo para sistemas integrables (ordenados). El aumento de la profundidad del circuito llevaba a una transición del orden al caos: resultó que el ruido interno del procesador es en sí mismo un proceso caótico disipativo. Este descubrimiento convierte las computadoras cuánticas de herramientas para cálculos puros en un campo de pruebas para estudiar fenómenos de no equilibrio en sistemas de muchas partículas.
Los niveles de energía de un sistema cuántico se pueden imaginar como personas que intentan mantener la distancia. En el modo ordenado se apiñan de forma predecible, pero basta con añadir caos — y se dispersan en círculo, formando una «rosquilla»: un anillo denso con un vacío en el centro. Justo esa imagen vieron por primera vez los físicos al ejecutar en un chip cuántico dos programas: uno ordenado y otro caótico. Mediante espectroscopía (escuchar las «notas» de los átomos) midieron las distancias entre los niveles. En el caso caótico, estos mantenían efectivamente una distancia respetuosa, creando la figura de la rosquilla. Pero el principal descubrimiento ocurrió cuando se alargó el programa ordenado: el ruido interno del chip — una fuga de energía que provoca un aumento de la entropía — convirtió por sí mismo el orden en caos. Resultó que incluso las pequeñas imperfecciones, consideradas un estorbo para los cálculos, convierten cualquier procesador cuántico en un laboratorio listo para estudiar el caos. Como ya señaló Richard Feynman y desarrolló David Deutsch, los ordenadores cuánticos son capaces de modelar estos efectos sutiles, no descritos por el simple modelo estándar de sistemas aislados.
🎯 Pequeñas pérdidas de energía, como en una taza de café o en el mercado de divisas, pueden generar caos — justo lo que mostró el chip cuántico.
🎬 En la serie «Devs» un ordenador cuántico predice el futuro mediante el caos determinista; los chips reales son aún más caprichosos — el ruido lo emborrona todo.