Proyecto DECLIC

Un equipo de investigadores financiados con fondos comunitarios ha logrado por vez primera realizar un experimento de estabilización constante de un estado cuántico, una ambición del propio Einstein. El ilustre físico manifestó en su día que le hubiera gustado atrapar un fotón en una caja durante un segundo. Ahora un equipo de científicos franceses ha logrado ir un paso más allá y mantener una cantidad constante de fotones en una cavidad de microondas de alta calidad de forma permanente. Sus resultados se han publicado en la revista Nature.

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l estudio, dirigido por científicos del laboratorio Kastler Brossel de París (Francia), recibió fondos del proyecto AQUTE («Tecnologías cuánticas atómicas»), financiado con 5 300 000 euros mediante el tema «Tecnologías de la información y la comunicación» (TIC) perteneciente al Séptimo Programa Marco (7PM) de la Comisión Europea.

Además, Serge Haroche, del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia (CNRS) recibió una subvención avanzada (Advanced Grant) del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por valor de 2,5 millones. Esta financiación formó parte de un proyecto titulado DECLIC («Exploración de la decoherencia de la luz en cavidades»).

Gracias a los logros realizados cuatro años antes, en los que el equipo observó un mismo y único fotón de microondas atrapado en una caja cientos de veces, en este nuevo estudio el equipo estabilizó una cantidad concreta de fotones en una «caja de fotones», una cavidad formada por dos espejos superconductores. Es la primera vez que se logra un experimento de estabilización cuántica.

Normalmente, el fotón, la unidad básica de luz, sólo puede observarse cuando desaparece. El ojo absorbe fotones destruyéndolos y transformando la información que contienen en el mismo momento que la registran.

Las estabilizaciones desempeñan una función importante en labores comunes, pues garantizan el funcionamiento de muchos sistemas, como los hornos, en los que la temperatura de calentamiento depende de un valor establecido. Un horno continúa calentándose hasta alcanzar la temperatura deseada, tras lo cual la mantiene en función de las lecturas del termostato.

El objetivo principal del proyecto DECLIC es comprender la transición de dispositivos cuánticos a clásicos. La información cuántica servirá para construir grandes sistemas cuánticos para tareas de comunicación o computación que están muy por encima de las capacidades de los dispositivos clásicos. No obstante, aún queda por averiguar si cabe la posibilidad de que exista otro mecanismo responsable de la desaparición de superposiciones de estados a escala macroscópica además de la decoherencia inducida por el entorno.

El proyecto DECLIC, que estará activo hasta 2015 se creó para explorar la dinámica de campos atrapados en cavidades y estudiar su decoherencia bajo distintas perspectivas. Implementará nuevas formas de generar estados no clásicos con grandes cantidades de fotones almacenadas en una cavidad o separadas no localmente entre dos cavidades.

El proyecto AQUTE pretende desarrollar tecnologías cuánticas basadas en sistemas atómicos, moleculares y ópticos tanto para computación cuántica escalable y tecnologías habilitadas para el entrelazamiento como para la metrología y la detección.

Además, científicos participantes en varios proyectos financiados por AQUTE confían en crear y aprovechar conexiones interdisciplinarias entre la física atómica, molecular y óptica y además incluir conceptos y configuraciones experimentales de sistemas de estado sólido para fortalecer las relaciones entre disciplinas en las fronteras de la ciencia de la información cuántica y otros campos de la física. AQUTE estará en marcha hasta 2013 y en él participan investigadores de Australia, Austria, Dinamarca, Francia, Alemania, Italia, Singapur, España, Suiza, Reino Unido y Estados Unidos.