Sensores cuánticos para medir varios parámetros al mismo tiempo

Una clase especial de sensores aprovecha las propiedades cuánticas para medir señales minúsculas a niveles imposibles de alcanzar con sensores clásicos.

Estos sensores cuánticos se utilizan actualmente para estudiar el funcionamiento interno de las células y las profundidades del universo.

Los sensores cuánticos de estado sólido, que pueden operar a temperatura ambiente, resultan especialmente prometedores. Sin embargo, la mayoría de estos sensores solo miden una magnitud física a la vez, como el campo magnético, la temperatura o la deformación de un material. Intentar medir simultáneamente el campo magnético y la temperatura provoca que sus señales se confundan y las mediciones se vuelvan poco fiables.

Ahora, unos investigadores han creado un método para medir simultáneamente múltiples magnitudes físicas con un sensor cuántico de estado sólido.

El logro es obra de un equipo encabezado por Takuya Isogawa, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos.

Parte del equipamiento empleado para probar los nuevos sensores cuánticos. (Foto: equipo de investigación / MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

Isogawa y sus colegas lograron esto aprovechando el entrelazamiento cuántico, donde las partículas se correlacionan en un único estado cuántico. El equipo demostró su método en un sensor cuántico de uso común a temperatura ambiente, midiendo la amplitud, la frecuencia y la fase de un campo de microondas en una sola medición. El equipo también demostró que el método funciona mejor que la medición secuencial de cada propiedad con sensores cuánticos o que la medición mediante sensores tradicionales.

Los investigadores creen que este método podría permitir el desarrollo de sensores cuánticos mucho más avanzados que permitan profundizar en el comportamiento de átomos y electrones dentro de materiales y dentro de sistemas vivos, como por ejemplo las células cancerosas.

El estudio se titula “Entanglement-Assisted Multiparameter Estimation with a Solid-State Quantum Sensor”. Y se ha publicado en la revista académica PRX Quantum. (Fuente: NCYT de Amazings)