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Lunes, 18 enero 2016
Física

¿Hacia un experimento de teleportación con microorganismos?

Los exóticos efectos cuánticos se manifiestan a escalas muy pequeñas, y por ello, a la hora de provocarlos en seres vivos será más fácil observarlos en un microorganismo que en un ser macroscópico. Este es el razonamiento que han seguido dos científicos al proponer un llamativo enfoque de experimentación cuántica en un sistema biológico.

 

En "Star Trek", un transportador puede teleportar a una persona de un lugar a otro a gran distancia sin necesidad de hacer realmente el viaje. Dicho transportador ha fascinado a muchas personas. La teleportación cuántica comparte algunas características del transportador y es uno de los más importantes protocolos en información cuántica. En un estudio reciente, los físicos Tongcang Li, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, y Zhang-qi Yin, de la Universidad Tsinghua en Pekín, China, han propuesto una vía de experimentación de superposición cuántica, entrelazamiento cuántico y teleportación de estado cuántico interno de un microorganismo sobre un oscilador electromecánico. También han propuesto un sistema para crear un estado al estilo de la paradoja del gato de Schrödinger en el que un microorganismo podría estar en dos lugares al mismo tiempo. Se trata de un importante paso hacia la potencial teleportación de un organismo en el futuro, si es que tal cosa puede realmente hacerse.

 

En 1935, Erwin Schrödinger propuso un famoso experimento teórico o paradoja para poner a un gato en una superposición de dos estados, en uno de los cuales está vivo mientras que en el otro está muerto. La posibilidad de que un organismo pueda estar en un estado de superposición cuántica ilustra de forma espectacular las profundas consecuencias de una hipotética capacidad de controlar a voluntad la mecánica cuántica hasta tal grado, y ha atraído un amplio interés. Los físicos han hecho grandes esfuerzos durante muchas décadas para investigar los fenómenos cuánticos macroscópicos. Hasta ahora, se han observado interferencias materia-onda de electrones, átomos y algunas moléculas.

 

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Esquema de teleportación cuántica entre dos microorganismos. Un estado interno (el espín de un electrón) de un microorganismo sobre un oscilador electromecánico puede ser teleportado hasta otro distante situado sobre otro oscilador del mismo tipo con la ayuda de circuitos superconductores. (Imagen: ©Science China Press)

 

En tiempos recientes, se han conseguido estados de superposición cuántica de osciladores mecánicos. Por ejemplo, en uno de ellos se logró que el movimiento de vibración de una membrana de aluminio de 15 micrómetros de diámetro se entrelazase cuánticamente con fotones de microondas. Sin embargo, la superposición cuántica de todo un organismo no se ha conseguido. Mientras tanto, ha habido muchos avances en teleportación cuántica desde su primera consecución experimental en 1997 con un único fotón. Además de fotones, se ha demostrado la teleportación cuántica con átomos, iones y hasta circuitos superconductores.

 

En su reciente estudio, Li y Yin proponen colocar una bacteria encima de un oscilador electromagnético de membrana integrado con un circuito superconductor para preparar el estado de superposición cuántica del microorganismo y teleportar su estado cuántico. Un microorganismo con una masa muy inferior a la de la membrana electromecánica no afectará significativamente al factor de calidad de esta última. Se puede conseguir la superposición y la teleportación cuánticas de una de sus cualidades físicas. Ciertos estados internos de un microorganismo, como el espín de un electrón de una molécula, pueden ser entrelazados con una propiedad física y teleportados a un microorganismo remoto. Dado que los estados internos de un organismo contienen información, esta propuesta proporciona una manera teórica de teleportar información entre dos organismos distantes.

 

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