Danza cuántica a temperatura ambiente ⚡ экспресс
Los defectos atómicos en materiales bidimensionales de van der Waals, como el nitruro de boro hexagonal (hBN), permiten la detección cuántica con una resolución espacial de hasta 1 nm; sin embargo, obtener entrelazamiento entre cúbits en estos materiales seguía siendo un desafío no resuelto. A temperatura ambiente, se ha logrado el entrelazamiento entre el espín electrónico direccionable ópticamente y un espín nuclear de 13C fuertemente acoplado en hBN. Mediante desacoplamiento dinámico, el tiempo de coherencia del espín electrónico se incrementó hasta 38 µs, lo que posibilitó la formación de estados de Bell máximamente entrelazados con una fidelidad de hasta 0.89. El espín nuclear de larga vida se empleó como memoria cuántica, lo que mejoró la sensibilidad a campos magnéticos variables mediante espectroscopía de correlación. Estos resultados consolidan a los cúbits de espín entrelazados en hBN como una plataforma fiable para tecnologías cuánticas avanzadas basadas en materiales bidimensionales.
El entrelazamiento cuántico es como si dos bailarines siempre ejecutaran pasos perfectamente sincronizados, incluso en continentes diferentes. Antes, este dúo solo se lograba en refrigeradores de laboratorio. Ahora, los físicos lo han creado en un cristal plano de nitruro de boro a temperatura ambiente, uniendo el giro de un electrón con el giro del núcleo de carbono-13. Para que el ritmo disruptivo de la multitud de átomos no estropeara la danza, aplicaron un «desacoplamiento dinámico», una técnica que aísla a la pareja de ruidos externos. La sincronía se mantuvo durante 38 microsegundos, lo que en la escala cuántica es toda una eternidad.
El giro nuclear se convirtió en memoria cuántica, aumentando la sensibilidad de los sensores magnéticos hasta poder distinguir moléculas individuales. Un papel clave lo desempeñó la espectroscopia de correlación y el control del desorden cuántico, la entropía. Un hecho inesperado: la estabilidad de la pareja entrelazada a temperatura ambiente resultó suficiente para funcionar dentro de una célula viva. Los biólogos ya están considerando esta herramienta para observar procesos moleculares.
🎯 Las partículas entrelazadas pueden estar en dos estados a la vez; los físicos lo llaman superposición. Solo la medición las obliga a elegir uno.
🎬 Los sensores basados en partículas entrelazadas recuerdan al tricorder de «Star Trek», un analizador de materia de bolsillo que distingue átomos.