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El desorden en el mundo cuántico puede generar un líquido que fluye sin fricción.
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Las partículas cuánticas en un entorno con fuerte desorden se comportan como bailarines que ejecutan pasos sincronizados: cada uno conoce su movimiento y no choca con los demás. Precisamente este flujo coordinado sin fricción —la superfluidez— surgió inesperadamente en un experimento con un chip cuántico superconductor. Los científicos modelaron un sistema donde cada partícula tenía tres «pisos» de energía y observaron su respuesta mediante un método similar a la espectroscopía, el análisis de qué energías se absorben, como cuando la luz se descompone en un arcoíris.
Bajo un fuerte caos, nació una fase superfluida que recuerda al comportamiento del helio enfriado casi hasta el cero absoluto. Normalmente, la medida del desorden —la entropía— solo aumenta, pero aquí el caos cuántico generó orden. Este efecto puede manifestarse en diversos materiales, desde superconductores de alta temperatura hasta átomos ultrafríos. Además, resultó que la superfluidez en el desorden puede ser más estable que en sistemas perfectamente limpios, como si la suciedad fortaleciera el flujo.
The emergence of states with long-range correlations in a disordered landscape is rare, as disorder typically suppresses the particle mobility required for long-range coherence. But when more than two energy levels are available per site, disorder can induce resonances that locally enhance mobility. Here we explore phases arising from the interplay between disorder, kinetic energy, and interactions on a superconducting processor with qutrit readout and control. Compressibility measurements distinguish an incompressible Mott insulator from surrounding compressible phases and reveal signatures of glassiness, reflected in non-ergodic behavior. Spatially-resolved two-point correlator measurements identify regions of the phase diagram with a non-vanishing condensate fraction. We also visualize the spectrum by measuring the dynamical structure factor. A linearly-dispersing phonon mode materializes in the superfluid, appearing even when disorder is introduced to the clean Mott insulator. Our results provide strong experimental evidence for disorder-induced superfluidity.
