El experimento del
gato de Schrödinger o paradoja de Schrödinger es un experimento imaginario concebido en 1935 por el físico Erwin Schrödinger para exponer una de las consecuencias menos intuitivas de la mecánica cuántica.
El experimento plantea un sistema formado por un caja opaca cerrada, que contiene un gato, una botella de gas venenoso y un dispositivo conteniendo un átomo radiactivo con una probabilidad del 50% de desintegrarse en un tiempo dado, que en caso de desintegrarse el átomo rompe la botella liberando el gas y el gato muere.
Al terminar el tiempo establecido, hay una probabilidad del 50% de que el dispositivo se haya activado y el gato esté muerto, y la misma probabilidad de que el dispositivo no se haya activado y el gato esté vivo.
Según la mecánica cuántica, antes de abrir la caja la descripción del sistema sera la superposición de los estados ´´vivo´´ y ´´Muerto´´, es decir mientras no interfiera un observador el gato estará vivo y muerto a la vez.
Según la interpretación de copenhague, una vez que abramos la caja, la sola acción de observar modificara el sistema tal que ahora observaremos un gato vivo o un gato muerto.
El momento en que el gato puede estar vivo y muerto es lo que se denomina una
“superposición de estados” o superposición cuántica. Se trata de un estado evidentemente paradójico, pero que refleja el funcionamiento de la materia a escala sub-atómica.
Computacion Cuantica
La aplicación más práctica que puede derivarse de la superposición de estados es el desarrollo de ordenadores cuánticos, con unas capacidades de tratamiento de la información muy superiores a la de los ordenadores actuales y con unas garantías de seguridad absolutas.
Del bit al qubit
En el caso de los ordenadores cuánticos, las aplicaciones de los estados superpuestos podrían ser espectaculares: de la representación de la información en cadenas de bits (unidades binarias de información) de los ordenadores clásicos, se pasaría a la representación cuántica de la información con los qubits (unidades que aúnan muchas más posibilidades de información que los bits), que permitirían almacenar y transmitir la información de una forma sin precedentes en la industria informática, pudiendo realizar trabajos en paralelo que resultan imposible con los ordenadores actuales.
Un qubit representa una superposición de los bits 0,1 que se realiza en un mundo estrictamente cuántico, ya que en nuestro mundo clásico tal superposición se reduce necesariamente a uno de sus componentes 0, 1, con probabilidades respectivas que dependen del estado cuántico en cuestión (el famoso “colapso” del estado cuántico que se produce al medir el mismo o el momento en que se abre la caja del gato).
Un paso adelante
El científico Chao-Yang Lu y sus colegas de la University of Science and Technology de China, que han trabajado en colaboración con universidades austriacas y alemanas, quizá haya dado un paso adelante hacia la consecución de este tipo de informática cuántica.
Con el paso del tiempo, los físicos han descubierto que los estados cuánticos entrelazados (en los que varias partículas cuánticas se involucran de forma íntima), pueden analizarse de una manera eficaz con lo que se denominan “gráficos de estado”.
Se trata de gráficos matemáticos cuyos vértices representarían el espín de los sistemas cuánticos y cuyos bordes reflejarían las interacciones entre estos espines o momentos angulares de las partículas subatómicas.
Estos gráficos han servido al científico Lu y a sus colaboradores para representar una situación del tipo “gato de Schrödinger”, es decir, de superposición de estados cuánticos, pero con seis fotones.
Experimento
Los científicos siguieron una técnica con la que « bombearon » fotones en un cristal con la ayuda de un láser de luz ultra-violeta. Estos fotones tienen la propiedad de desintegrarse espontáneamente, dividiéndose a su vez en dos fotones intricados.
Tomando tres pares de estos fotones, y utilizando haces de luz para separarlos, se puede obtener diversos estados intricados de seis fotones, que permanecen polarizados en estado horizontal y vertical (similares al estado de “vivo” y “muerto” del gato de Schröedinger).
Asimismo, señalan que ligeras modificaciones en su método permitirían la creación de otros muchos estados gráficos. La importancia de esta posibilidad de variación radica en que se pueden generar diversos entrelazamientos de seis fotones, así como estados gráficos multiqubit, que servirían como dispositivo de experimentación para el desarrollo de la computación cuántica.