Una multitud de treinta y un sensores cuánticos susurra en una lámina de diamante. Antes, ese susurro se ahogaba en el estruendo de los reflectores: las ráfagas aleatorias de fotones con las que se leía el estado de los espines acallaban el ruido cuántico propio del conjunto. Ahora los físicos han aprendido a apagar los reflectores y a escuchar a la multitud misma.
Cada centro NV en el diamante es un defecto de la red cristalina: un átomo de nitrógeno junto a una vacancia. Su espín electrónico se puede invertir con microondas y leer con un láser, pero cada fotón trae consigo un ruido aleatorio. Para oír el ruido proyectivo, la incertidumbre cuántica de la medición de los espines, hay que acumular señal repitiendo la lectura miles de veces. En el experimento, a temperatura ambiente y con un campo magnético de 2,7 T, el espín nuclear del nitrógeno actuó como intermediario: su estado se mapeó repetidamente sobre el espín electrónico y luego se leyó ópticamente. Así se logró reducir el ruido 3,8 dB por debajo del nivel de ruido proyectivo térmico y, por primera vez, observar directamente las fluctuaciones de un conjunto de 31(3) centros NV.
Esto no es solo un truco técnico. Los espines en estado sólido ahora pueden escucharse con la misma sensibilidad que los átomos en cámaras de vacío. Se abre el camino hacia la compresión de espines, que reduce el ruido cuántico mediante el entrelazamiento, y hacia la microscopía de campo amplio, donde cada píxel mostrará la distribución de espines. Tales mapas de correlaciones ayudarán a visualizar materiales magnéticos, transiciones de fase e incluso a diagnosticar chips electrónicos.
Hubo un tiempo en que el susurro de la multitud era inaccesible por el estruendo de los reflectores. Ahora los reflectores están atenuados, y oímos cómo treinta y un espines respiran al unísono. Es el primer paso para no solo escuchar, sino también controlar el comportamiento cuántico colectivo de un sólido.
El número de centros NV en el punto confocal (31) se determinó a partir del nivel de ruido proyectivo: es el primer recuento directo de centros activos sin acción destructiva.