Físicos demuestran interferencia Hong-Ou-Mandel con más de 10 átomos
En un estudio publicado en Nature Physics, investigadores han demostrado el efecto Hong-Ou-Mandel (HOM) con hasta 12 átomos neutros indistinguibles, un fenómeno que hasta ahora se observaba principalmente en sistemas fotónicos. Este avance abre nuevas posibilidades para la computación cuántica y la simulación de sistemas complejos.
¿Qué es el efecto Hong-Ou-Mandel?
El efecto HOM es un fenómeno de interferencia cuántica que ocurre cuando dos partículas indistinguibles (como fotones) inciden simultáneamente en un divisor de haz. En lugar de salir cada una por un lado, ambas tienden a salir juntas por la misma salida, un comportamiento puramente cuántico sin análogo clásico.
Del fotón al átomo
Hasta ahora, el efecto HOM se había observado principalmente con fotones. Sin embargo, los átomos neutros también pueden ser indistinguibles si se preparan en el mismo estado cuántico. El equipo de físicos logró atrapar hasta 12 átomos de rubidio en una pinza óptica y enfriarlos a temperaturas extremadamente bajas, haciéndolos prácticamente idénticos.
El experimento
Los investigadores utilizaron un divisor de haz de materia, creado con un potencial óptico, para hacer colisionar pares de átomos. Midieron la probabilidad de que ambos átomos salieran por el mismo lado, confirmando la interferencia HOM con una visibilidad superior al 90% para hasta 12 átomos.
Implicaciones para la tecnología cuántica
Este logro es un paso importante hacia el desarrollo de procesadores cuánticos basados en átomos neutros. La capacidad de generar interferencia entre muchos átomos indistinguibles podría permitir la creación de estados entrelazados más complejos, esenciales para la corrección de errores cuánticos y la simulación de sistemas cuánticos de muchos cuerpos.
Perspectivas futuras
El equipo planea escalar el experimento a más átomos y explorar aplicaciones en metrología cuántica y comunicación cuántica. Este trabajo demuestra que los átomos neutros son una plataforma prometedora para la tecnología cuántica, rivalizando con los sistemas fotónicos y de iones atrapados.
