En una habitación tranquila, sin un solo imán, dos electrones en una trampa de silicio siguen sintiendo un leve temblor. Lo crean los núcleos de los átomos de silicio y germanio, que giran caóticamente como las agujas de brújulas rotas. Antes se consideraba ese temblor una molestia, pero ahora se ha convertido en un instrumento de medición.

Los físicos de HRL Laboratories fabricaron un dispositivo con seis puntos cuánticos, aunque solo usaron dos, denominados P5 y P6. Cada punto retiene un electrón, y sus espines pueden apuntar en la misma dirección o en direcciones opuestas. Estos dos estados se llaman triplete y singlete, y los electrones cambian entre ellos con una frecuencia determinada por la interacción de intercambio. Normalmente, para esa conmutación se necesita un imán externo, pero aquí lo sustituye un gradiente aleatorio de los núcleos de 29Si y 73Ge.

Para que la señal no se desvaneciera demasiado rápido, los investigadores aplicaron una serie de pulsos cortos que devuelven a los electrones a su estado inicial. Es una técnica parecida a la de un malabarista experto que mantiene los platos en el aire sin dejarlos caer. Con setenta pulsos, el tiempo de coherencia aumentó de 1,17 a 74,8 microsegundos, es decir, el sistema conservó la fase cuántica sesenta veces más tiempo.

La fase medida de las oscilaciones permitió trazar un mapa del intercambio residual en la celda de carga: en el centro, 30 kHz; en el borde, 64 kHz. La tasa de decaimiento mostró un máximo ancho a una frecuencia de intercambio de 20–40 MHz, lo que indica un canal de relajación oculto. Es como descubrir una puerta secreta en una casa antigua, de la que nadie sabía.

El método servirá para circuitos híbridos donde los qubits semiconductores conviven con resonadores superconductores. Allí un campo magnético externo es inadmisible, pero el gradiente interno funciona siempre. Así, el temblor de los núcleos, que parecía un defecto, se ha convertido en una brújula que indica el estado del sistema cuántico.