Un susurro en una habitación ruidosa es casi imperceptible. Un amplificador convencional añade su propio ruido y ahoga el sonido débil. Un amplificador cuántico funciona de otro modo: amplifica la señal casi sin añadir ruido extra, como un oído perfecto. Pero incluso un oído así tiene sus problemas.

Los científicos construyeron un amplificador a partir de un bucle superconductor con una matriz de uniones Josephson, unos diminutos elementos que funcionan a temperaturas ultrabajas. Este amplificador amplifica las señales de microondas 20 veces (hasta 44 veces) en un ancho de banda de unos 50 MHz. Pero cuando la señal viaja por los cables, incluso los reflejos débiles en las conexiones imperfectas crean interferencias. Estos reflejos actúan como un eco en las montañas: el sonido regresa y distorsiona la señal original.

Los autores del trabajo desarrollaron un modelo matemático que describe con precisión cómo afectan los reflejos a la amplificación. Demostraron que las complejas distorsiones del espectro pueden explicarse por interferencias similares a las que ocurren en los resonadores ópticos. Ahora es posible separar las propiedades intrínsecas del amplificador de la influencia del entorno y ajustar su funcionamiento con precisión.

Este enfoque ayuda a crear amplificadores cuánticos fiables para ordenadores cuánticos y detectores. En las tecnologías cuánticas, cada ruido extra es una pérdida de información. Y aquí, el ruido está casi en el límite permitido por las leyes de la física.