Crean un micrófono cuántico que detecta el sonido a nivel atómico

Investigadores de la Universidad de Stanford consiguieron captar el sonido a niveles atómicos por primera vez en la historia.
(Foto: Nature)

Investigadores de Stanford han desarrollado un “micrófono cuántico” que puede detectar las unidades de sonido más pequeñas denominadas fonones (paquetes de energía vibratoria), mismo que servirá como base para mejorar la eficiencia de las computadoras cuánticas.

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Hasta ahora, los fonones no se habían podido medir porque los micrófonos tradicionales no son lo suficientemente sensibles como para captarlos. Un micrófono funciona detectando una onda de sonido que interactúa con una membrana, pero los fonones son tan pequeños que no pueden detectarse individualmente debido al Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual dice que:

“Es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula”.

Los científicos construyeron un dispositivo que mide la energía de los fonones directamente usando minúsculos resonadores que actúan como espejos para el sonido en lugar de confiar en la medición indirecta de las ondas de sonido.

Este nuevo micrófono puede atrapar fonones y medir las vibraciones que causan con diferentes niveles de energía correspondientes a los diferentes números de los mismos fonones.

Amir Safavi-Naeini, profesor asistente de física aplicada en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Sanford dijo al respecto:

“En este momento, la gente está usando fotones para codificar estos estados. Queremos usar fonones, lo que trae consigo muchas ventajas. Nuestro dispositivo es un paso importante para hacer una computadora cuántica”.

El dispositivo podría significar un paso hacia la creación de un nuevo tipo de computadora cuántica. La capacidad de detectar pequeños paquetes de sonido podría permitir a otros dispositivos codificar información utilizando energía de sonido, permitiendo el almacenamiento de grandes cantidades de datos en una máquina muy pequeña.

Una computadora cuántica fonónica podría ser aún más compacta y eficiente que una computadora cuántica que utiliza fotones o partículas de luz, ya que los fonones son más fáciles de manipular que los fotones. Si los científicos pueden crear una computadora cuántica utilizando fonones, podrían almacenar más información en un espacio más pequeño.