Dos péndulos unidos por un resorte de luz comienzan a oscilar al unísono, sin siquiera tocarse. En el mundo cuántico, tal sincronía significa algo más: las partículas pierden su individualidad y se convierten en un solo objeto. Esto es lo que ocurre con dos paredes de dominio (los límites entre regiones con distinta magnetización) dentro de un resonador quiral, una cavidad que solo deja pasar luz de una polarización.
La luz en el resonador empuja las paredes mediante el efecto Faraday inverso, cuando los fotones crean un campo magnético en el medio. Esta interacción optomecánica convierte la luz en un resorte: las oscilaciones de una pared se transmiten a la otra. Los físicos han construido un modelo teórico en el que las paredes se comportan como osciladores cuánticos y han encontrado regiones de parámetros donde surge una transición de fase disipativa, un cambio de estado estable debido a las pérdidas. Cerca de esos puntos, el entrelazamiento es máximo.
Antes no estaba claro si era posible entrelazar dos defectos magnéticos macroscópicos sin una fuerte no linealidad y a temperaturas superiores a los milikelvin. Ahora se ha demostrado que dos paredes ancladas en un resonador quiral pueden llevarse a un estado entrelazado estable controlando solo el láser y el potencial de anclaje. Con frecuencias iguales, el fotón se entrelaza primero con ambas paredes; al aumentar la desintonía, el entrelazamiento pasa al par pared-pared. Con frecuencias diferentes, el fotón se entrelaza alternativamente con una de las paredes.
Este esquema no requiere una fuerte no linealidad y se basa en la dinámica disipativa, lo que lo hace práctico. Las paredes de dominio como qubits macroscópicos podrían integrarse en matrices densas para computación cuántica y memoria. El funcionamiento a temperaturas de hasta unos pocos kelvin resuelve el problema de la decoherencia que afecta a los sistemas magnónicos tradicionales. En el futuro, estas paredes entrelazadas podrían convertirse en sondas sensibles de campo magnético y en bloques de construcción de redes cuánticas.
Las cifras son impresionantes: el entrelazamiento se mantiene hasta 2.6 K a una frecuencia de 100 GHz, y la potencia del láser necesaria es de solo unos pocos milivatios. La negatividad logarítmica, una medida del entrelazamiento, alcanza 0.3, un valor notable para objetos macroscópicos. El esquema puede extenderse a otras texturas quirales, como los skyrmiones, y a paredes de dominio ferroeléctricas, donde la fotostricción proporciona una fuerte interacción. Es posible crear matrices de varios resonadores para redes cuánticas escalables.
Las paredes de dominio en materiales magnéticos se comportan como partículas con una masa de ~10⁻²⁷ kg, y sus oscilaciones de punto cero son de unos 10 nm, varios órdenes de magnitud mayores que las de un átomo individual.
En la novela de Greg Egan «La escalera de Schild», los estados cuánticos de objetos macroscópicos se utilizan para realizar cálculos: las paredes de dominio podrían ser un paso hacia esa tecnología.