En física cuántica es muy conocida la paradoja del gato de Schrödinger, que está vivo y muerto a la vez dentro de una caja, pero ahora científicos de la Universidad de Yale (Connecticut, EE.UU.) han dado un paso más: han conseguido que uno de estos extraños gatos esté en su estado doble en dos cajas a la vez. Su experimento ha consistido en entrelazar fotones en dos cavidades y podría tener aplicación en computación cuántica.

El gato de Schrödinger es un famoso experimento mental que explora la forma en la que un sistema cuántico, como un átomo o un fotón, pueden existir en varios estados a la vez, un fenómeno conocido como superposición cuántica.

Un gato desafortunado que se encierre en una caja puede estar o no vivo, pero los científicos que analizan la caja desde fuera no pueden saber su estado a menos que la abran. El animal, por tanto, puede estar tanto vivo como muerto cuando no se le observa.

De forma similar, en física cuántica, las partículas subatómicas pueden estar en un estado o en otro. Sin embargo, estas partículas también pueden estar entrelazadas, conectadas de alguna forma en un estado único a través del espacio.

En un artículo publicado en Science, los científicos demuestran que un gato cuántico puede estar vivo y muerto a la vez, y además, en dos lugares al mismo tiempo.

“El objetivo de nuestra plataforma es investigar y arrojar luz sobre la naturaleza del entrelazamiento, aplicándolo potencialmente a la computación cuántica y a la comunicación a larga distancia”, declara a Sinc Yvonne Gao, coautora del trabajo. “Mediante la explotación de estos estados entrelazados, también se allana el camino para realizar operaciones lógicas entre dos bits cuánticos con errores corregibles”.

Para realizar el experimento los científicos indujeron a un conjunto de fotones a tener estados iguales, entrelazarse. Para ello diseñaron un sistema con dos cavidades separadas (denominadas Alice y Bob, que actuan de cajas), y aplicaron ondas de luz, de tal manera que solo una longitud de onda puede existir en las cavidades en un momento dado, lo que les otorga cualidades similares aunque estén distanciadas.

Las dos cavidades se puentearon con un superconductor, un átomo artificial que permite manipular los estados cuánticos dentro de los cajas. Así, el equipo sometió los fotones de una cavidad a un laberinto de puertas que les proporcionó un patrón de giros distintivo. De esta forma, los investigadores pudieron darle a los fotones dos estados distintos (como el gato vivo o muerto) y observaron el mismo estado en los fotones de la cavidad de al lado.

“Con esta arquitectura, somos capaces de introducir un gato hecho de fotones de microondas confinadas, que se propaga a través de ambas cajas", señala Gao. "Como tal, su estado en cada cavidad está muy entrelazado con el de la otra, y no se puede describir por separado. Su destino es desconocido para nosotros a menos que abramos las dos cajas a la vez".


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