La luz entra en una diminuta cavidad con paredes espejadas y alcanza un átomo de erbio escondido en un cristal. El átomo absorbe la luz y cambia su núcleo a otro estado, como un interruptor que se acciona con un clic. Pero este interruptor no es común: obedece las leyes del mundo cuántico y puede estar en dos posiciones a la vez. Ese núcleo es un bit cuántico listo, o cúbit, para futuras redes donde la información se transmite no con electricidad, sino con partículas de luz individuales.
Antes, trabajar con estos núcleos era como hacerlo a ciegas: para conocer su estado había que promediar la señal de muchos átomos o realizar complejas mediciones indirectas. Ahora, los investigadores colocaron un cristal con impurezas de erbio en un resonador óptico, un par de espejos entre los cuales la luz rebota muchas veces, intensificando la interacción con el átomo. El resonador está sintonizado de forma tan estrecha que 've' solo un tipo de transición en el núcleo, sin afectar a las vecinas. Gracias a esto, se logró determinar en una única medición el estado del núcleo con una precisión del 91%.
El principal beneficio es que el erbio emite luz en el mismo rango que la fibra óptica convencional de internet. Esto significa que estos cúbits se pueden conectar directamente a las líneas de comunicación existentes, construyendo redes cuánticas entre ciudades. Los núcleos de erbio en el cristal son como celdas de memoria ordenadas que se leen con luz y no pierden datos durante la transmisión.
El erbio es un elemento de tierras raras que también se utiliza en láseres y amplificadores ópticos. Su longitud de onda 'favorita', 1,5 micrómetros, coincide con la ventana de transparencia de la fibra óptica, por lo que la señal apenas se atenúa a lo largo de kilómetros.
En la novela 'El ladrón cuántico' de Hannu Rajaniemi, los estados cuánticos se usan como moneda y arma; aquí, los espines nucleares del erbio se convierten en celdas fiables para ese 'efectivo cuántico'.