EL LÁSER, LA LUZ DE NUESTRO TIEMPO
La melaza óptica proporcionó el primer paso para enfriar átomos de
forma eficiente. Una de las grandes consecuencias de esta revolución fue la
observación de los llamados condensados de Bose-Einstein, grupos de átomos
tan fríos que se comportan de una forma muy especial como una sola onda
coherente de materia.
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9.7. Nuevas fronteras de la información cuántica con láseres
La Mecánica Cuántica que gobierna los átomos, moléculas y partículas
subatómicas está llena de extrañas propiedades como el entrelazamiento5 o la
coherencia cuántica6 (no confundir con la coherencia óptica que vimos en el
Cap. 2). La posibilidad de controlar estas propiedades, lo que se llama información cuántica, ofrece unas perspectivas fascinantes para la tecnología como,
por ejemplo, la construcción de computadores cuánticos, con una capacidad
de proceso de datos mucho mayor que la de los ordenadores actuales, o el teletransporte de información.
Los láseres han abierto la posibilidad de investigar estas extrañas propiedades por su capacidad para controlar los sistemas a nivel cuántico. Por ejemplo, en una red de átomos inmovilizados por una trampa, cada átomo se
encuentra en un estado de energía. Estos estados de energía actúan como bits
de información cuántica o qbits de manera similar a los circuitos que, estando
abiertos o cerrados, constituyen los bits de información en los ordenadores y
calculadoras convencionales. Un láser puede manipular y leer el estado de
energía de cada átomo, procesando así la información cuántica como en un
ordenador. De esta manera se ha conseguido producir entrelazamiento y realizar sencillas operaciones lógicas en trampas de iones.
Aún queda mucho camino por recorrer hasta que veamos computadores
cuánticos sobre nuestras mesas de trabajo, pero hoy en día se utiliza criptografía
cuántica implementada mediante láseres para establecer canales de comunicación seguros, por ejemplo, entre bancos de distintas partes del mundo.
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El entrelazamiento (entanglement en inglés) es una extraña propiedad que aparece únicamente en el mundo cuántico que impide que ciertos estados de un sistema de dos o más partículas pueda expresarse en términos de estados de las partículas individuales. En estos estados
existe una conexión entre partículas que no está relacionada con ninguna fuerza y por tanto
no está sujeta a la ley que impide la transmisión de información a velocidades mayores que la
de la luz.
La coherencia cuántica es otra extraña propiedad de la Mecánica Cuántica por la que una
partícula puede encontrarse a la vez en varios estados (de energía, momento angular, etc.)
Estas superposiciones de estados se rompen cuando el sistema interacciona con el entorno, en
un proceso llamado decoherencia. La decoherencia es el motivo por el que las superposiciones
cuánticas no se observan en el mundo macroscópico o clásico.
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