Un equipo de investigadores utilizaron un ordenador cuántico para simular cómo teletransportar y almacenar energía en un qubit.

Hoy en día es fácil enumerar las ventajas de la computación cuántica. Sin embargo, ninguna de esas listas implica utilizarla para recoger energía, teletransportarla a otro lugar y almacenarla para su uso futuro. Eso es exactamente lo que han conseguido investigadores de la Purdue University en EE. UU. el año pasado, a pesar de que la idea se propuso hace más de una década.

La física cuántica sigue siendo un campo emergente y aún se desconoce mucho de lo que puede lograrse. Los científicos no dejan de proponer nuevas teorías que se someten a pruebas exhaustivas antes de que se conviertan en leyes que rijan nuestra comprensión del campo.

Una de esas leyes afirma que en el reino cuántico no existe un espacio perfectamente perfecto. Aunque se limpiara el espacio de los átomos más diminutos, seguirían existiendo en él pequeños destellos de campos cuánticos que incluso tendrían propiedades cuánticas como el entrelazamiento.

Energía teletransportada

El entrelazamiento cuántico es un fenómeno fascinante de la física cuántica que explica el comportamiento de un grupo de partículas cuyo estado cuántico no puede describirse independientemente de las demás. Este entrelazamiento continúa incluso cuando una gran distancia separa las partículas.

En 2008, Masahiro Hotta, investigador de la Tohoku University (Japón), propuso que los diminutos parpadeos de los campos cuánticos en espacios vacíos, al entrelazarse, podrían utilizarse para teletransportar energía. La idea siguió siendo un experimento mental durante más de una década, hasta que la investigación en computación cuántica se aceleró.

Entrelazamiento cuántico. Crédito de imagen: depositphotos.com

Cuando los investigadores intentaron los experimentos de Hotta, lograron teletransportar la energía, pero se encontraron con un nuevo obstáculo. La energía teletransportada que se filtraba en el entorno se perdía y no podía almacenarse.

Un equipo de investigación dirigido por Sabre Kais, profesor de química e ingeniería eléctrica e informática de la Purdue University, ha encontrado una solución utilizando la computación cuántica.

Qubits como almacén de energía

El equipo de Kais resolvió el problema del almacenamiento de energía utilizando el componente más básico de la informática cuántica, los bits cuánticos o qubits. En su experimento, los investigadores utilizaron qubits en su estado energético más bajo.

En un mundo más sencillo, se trataría de qubits con energía cero. Pero sabemos que incluso los lugares más vacíos tienen algo de energía debido a los diminutos parpadeos de los campos cuánticos. Si los dos qubits estuvieran entrelazados y luego se separaran, hasta la más mínima acción cambiaría su estado energético.

Físicos descubren un nuevo protocolo de teletransporte y almacenamiento de energía mediante ordenadores cuánticos. Crédito de imagen: thequantuminsider.com

Por ejemplo, si se midiera el estado energético del primer qubit, aumentaría ligeramente su energía, lo que se reflejaría también en el qubit entrelazado. Este cambio no sería visible en el otro extremo.

Sin embargo, si la persona que realiza la medición determinara exactamente cuánta energía extra tienen los qubits enredados, podría extraer esta energía del qubit enredado y devolver los dos qubits a su estado de energía más bajo.

Según la investigación de Kais, esta energía extra podría almacenarse en otro qubit para su uso futuro. Los investigadores han probado este método mediante simulaciones en un ordenador cuántico.

Se podría argumentar que se trata más de una simulación que de un experimento real, pero también es lo más parecido a un experimento real que se podría conseguir en una simulación, teniendo en cuenta que los qubits calculaban si los qubits podían almacenar energía, y había un alto grado de acuerdo.

A continuación, Kais y su equipo quieren utilizar esta energía para llevar a cabo reacciones químicas, lo que lo convierte en una aplicación mucho más real.

[FT: newscientist]

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