Un asistente silencioso para computadoras cuánticas: cómo un voltaje constante pone orden ✛

Original: "Engineering multi-photon dissipation with a dc-voltage-biased Josephson junction"
arXiv:2608.31154v1 · 2026-08-31 · CC BY 4.0 · 1 min
Los científicos han logrado controlar las pérdidas de fotones en un circuito superconductor con un simple voltaje constante, eliminando interferencias no deseadas.

Un intérprete en una sala de audiencias debe transmitir cada palabra sin distraerse por el ruido del público. En el mundo cuántico, el papel de ese intérprete lo desempeña un resonador superconductor, que debe perder fotones estrictamente según lo programado, sin desviarse por efectos externos. Antes se usaba una bomba de microondas para ello, pero esta misma creaba interferencias, como si el intérprete comenzara a gritar las réplicas de los espectadores.

Ahora los científicos han encontrado una forma más silenciosa. En lugar de una bomba ruidosa, aplicaron un voltaje constante al circuito superconductor. Cuando un par de electrones atraviesa el contacto, libera energía que puede ajustarse con precisión para que dos fotones del resonador de memoria se conviertan en un fotón en el resonador de búfer. El resonador de búfer pierde rápidamente ese fotón y el sistema alcanza el estado deseado.

El efecto Kerr, que antes causaba problemas, ahora está suprimido en tres mil veces. Es como si el intérprete finalmente dejara de oír el ruido de la sala.

Este enfoque abre el camino para estabilizar los qubits de gato, que son necesarios para la corrección de errores cuánticos. Si antes la bomba generaba errores por sí misma, ahora el voltaje constante actúa como un intérprete perfecto: preciso, silencioso y sin palabras de más.

La tasa de disipación bifotónica de 0,51 MHz significa que un par de fotones abandona el resonador en 2 microsegundos, lo que es comparable con el tiempo de vida de un fotón individual en el mismo resonador (3,1 μs).

La idea de utilizar la disipación para estabilizar estados cuánticos recuerda al concepto del "demonio de Maxwell cuántico": en lugar de luchar contra las pérdidas, se las canaliza en la dirección deseada, como en la novela de Greg Egan "La ciudad de las permutaciones", donde los estados cuánticos se mantienen mediante un control activo del entorno.

\kappa_n = \frac{4g_n^2}{\kappa_b}
La tasa de pérdida de n fotones es proporcional al cuadrado de la tasa de intercambio g_n e inversamente proporcional a la tasa de amortiguamiento del buffer κ_b.
Científicos
Leo EsakiSatyendra Nath BoseJohn BardeenFelix BlochGeorg OhmHendrik Casimir
Conceptos
absorción de dos fotones fuente de fotón único qubit transmon corriente de Josephson efecto Josephson qubit de carga fotodetector conversión paramétrica espontánea descendente fotomultiplicador de silicio electrodinámica cuántica de cavidades