Red de sensores cuánticos

Los sistemas cuánticos empleados en las tecnologías cuánticas, por ejemplo los átomos individuales, son muy sensibles: cualquier interacción con el entorno puede inducir cambios en el sistema cuántico, dando lugar a errores. Sin embargo, esta notable sensibilidad de los sistemas cuánticos a los factores ambientales representa una ventaja única para otras aplicaciones. Esta sensibilidad permite a los sensores cuánticos superar en precisión a los sensores convencionales, por ejemplo al medir campos magnéticos o gravitatorios.

Las delicadas propiedades cuánticas necesarias para la detección pueden quedar ocultas por el "ruido": interacciones rápidas entre el sensor y el entorno que alteran la información del sensor y hacen ilegible la señal cuántica.

Un equipo internacional integrado, entre otros, por Helene Hainzer y Christian Roos, de la Universidad de Innsbruck en Austria, ha ideado un método para volver a hacer accesible esta información utilizando la "espectroscopia de correlación".

La idea principal del concepto es que el sistema no se limita a usar un único sensor, sino una red de hasta 91 sensores, cada uno formado por un único átomo.

Dado que el ruido afecta a todos los sensores por igual, analizar los cambios simultáneos en los estados de todos ellos permite sustraer eficazmente el ruido ambiental y reconstruir la información deseada.

Esto posibilita medir con precisión las variaciones del campo magnético en el entorno, así como determinar la distancia entre los sensores cuánticos.

Hasta 91 átomos forman una red de sensores que permite medir con mayor precisión los fenómenos físicos gracias al nuevo método. (Imagen: Helene Hainzer)

Si bien la espectroscopia de correlación se ha demostrado anteriormente con dos relojes atómicos, lo que permite una precisión superior en la medición del tiempo, lo conseguido ahora por el equipo de Hainzer y Roos marca la primera aplicación de este método en una cantidad tan grande de átomos.

Hainzer, Roos y sus colegas exponen los detalles técnicos de su red de sensores cuánticos en la revista académica Physical Review X, bajo el título "Correlation spectroscopy with multiqubit-enhanced phase estimation". (Fuente: NCYT de Amazings)