Afinar una orquesta cuántica no empieza con notas, sino con silencio: el circuito superconductor se enfría casi hasta el cero absoluto y en él se apaga el ruido térmico. En ese silencio, miles de millones de electrones se agrupan en pares de Cooper y empiezan a moverse como un solo cuerpo, igual que músicos que tocan al unísono. Así nace un átomo artificial, el cúbit, que se puede ajustar cambiando el voltaje en la compuerta, como el director ajusta la altura del sonido girando las clavijas de un violín.

En un átomo común los niveles de energía vienen dados por la naturaleza, pero en un cúbit superconductor se pueden reconfigurar a voluntad. Esto permite crear un sistema de tres niveles, parecido a los tres peldaños de una escalera. Si se ilumina ese sistema con dos pulsos de radiación de microondas, se logra un efecto asombroso: el medio se vuelve transparente para uno de los haces, aunque sin el segundo haz lo absorbería. Este efecto, conocido como transparencia inducida electromagnéticamente, antes solo se observaba en gases y ahora se reproduce en un chip.

Para controlar las transiciones entre niveles, los físicos recurren a un truco llamado estados vestidos. Imaginemos que un músico se pone unos auriculares con un metrónomo: su interpretación se desplaza un poco, pero se vuelve más resistente a las interferencias externas. Del mismo modo, un estado cuántico «vestido» por un campo intenso cambia su energía, pero sufre menos el ruido. Combinando dos de esos campos se puede construir un sistema en el que todas las transiciones necesarias están permitidas, como en un instrumento bien afinado.

Uno de los protocolos más elegantes es el paso adiabático Raman estimulado, o STIRAP. Su idea se parece a trasladar a un pasajero de un andén a otro mediante un tren que nunca se detiene. El pasajero no sube al tren, sino que aparece directamente en el andén correcto si se sincronizan los dos pulsos. En la versión cuántica, la población pasa del primer nivel al tercero sin poblar el segundo nivel intermedio. Esto es importante porque el estado intermedio suele vivir poco tiempo y pierde coherencia.

La versión acelerada de STIRAP añade un tercer pulso que compensa las transiciones no deseadas, como un corrector de la orquesta que endereza las notas desafinadas. Gracias a ello, la transferencia de población se puede realizar más rápido sin perder precisión. Los tiempos característicos de coherencia de los transmones alcanzan los milisegundos, y el acoplamiento del cúbit con el resonador en régimen fuerte supera la velocidad de decoherencia, por lo que estos trucos son realmente factibles.

La orquesta cuántica de los circuitos superconductores ya no toca solo por belleza. Los mismos protocolos que permiten controlar las poblaciones sirven de base para las puertas cuánticas, la memoria cuántica y las fuentes de un solo fotón. Hubo un tiempo en que los átomos eran los únicos músicos de este conjunto, y ahora se les han sumado instrumentos fabricados por el ser humano, que se pueden estampar en una fábrica como microchips. El silencio del cero absoluto se ha llenado con la música de los estados cuánticos, y la batuta de los pulsos la dirige cada vez con más seguridad.