El cristal de fluorita se parece al vidrio transparente, pero si se le añaden unos pocos átomos de erbio, empieza a dejar pasar la luz de manera distinta: absorbe más unos colores y menos otros. Por esta “firma óptica” se puede saber si el cristal contiene impurezas.
Los autores del trabajo calcularon cómo interactúa la luz con dos tipos de cristales: uno puro y otro con erbio. Para ello, construyeron modelos computacionales de pequeños fragmentos de cristal y calcularon cuánta luz de cada energía se absorbe. Obtuvieron mil quinientos puntos para cada tipo. Luego usaron esos datos para entrenar a la computadora.
Las computadoras cuánticas aún son inferiores a las clásicas en precisión, pero su ventaja podría manifestarse en tareas más complejas. Aquí lo importante es que el modelo cuántico logró aprender con datos reales y dar un resultado significativo. Es como si un niño que apenas empieza a leer ya pudiera descifrar no solo letras, sino palabras completas.
Estos métodos ayudarán a verificar rápidamente la pureza de materiales en la industria. Y las computadoras cuánticas quizás aprendan a detectar incluso las diferencias más sutiles, que las clásicas no pueden.
El erbio se añade a la fibra óptica para amplificar la señal de luz: el mismo átomo que aparece en el cristal de este trabajo ayuda a que internet funcione más rápido.
En la novela “El problema de los tres cuerpos” de Liu Cixin, los extraterrestres usan protones desplegados para observar la Tierra; aquí, diminutos sistemas cuánticos aprenden a distinguir átomos en un cristal.