Una partícula extraña que puede recordar su propio pasado se ha creado dentro de una computadora cuántica , y los científicos creen que podría usarse para investigar aún más profundamente los fenómenos cuánticos.

Las cuasipartículas, llamadas anyons no abelianos, mantienen registros de su ubicación anterior cuando se intercambian entre sí, lo que permite a los físicos unirlas en diseños complejos entrelazados con comportamientos nuevos y extraños.

Para tener una idea de cómo se comportan la mayoría de las partículas subatómicas, imagine el viejo juego callejero donde una pelota se esconde debajo de una de tres tazas idénticas y luego se mezcla. Al igual que en este juego de conchas, si intercambias tres partículas perfectamente idénticas cualquier cantidad de veces sin seguir sus movimientos, no tendrás forma de adivinar cuál es cuál cuando las copas hayan dejado de moverse. En la jerga de la física cuántica, decimos que las partículas son abelianas: el orden en que las observamos no importa porque son indistinguibles.

Sin embargo, para los anyons no abelianos, ocurre lo contrario. Propuesto por primera vez por el físico teórico Frank Wilczek en 1982, cada cambio en las posiciones de las extrañas partículas hace que se enreden más entre sí, alterando sus vibraciones cuánticas para formar una trenza cada vez más compleja que permanece visible incluso después de haber sido intercambiado

Para los físicos que diseñan computadoras cuánticas, esto les da a los anyones no abelianos algunas propiedades muy atractivas. Los bits cuánticos, o qubits, pueden exponerse fácilmente al ruido y codificarse, lo que significa que los científicos a menudo intentan codificar información en sistemas cuánticos no en los bits en sí, sino en cómo se organizan los bits entre sí.

Para una analogía, imagine un libro «donde cada página está vacía, pero si mira todas las páginas a la vez, la información se suma lentamente», Henrik Dryer , físico teórico de la firma de computación cuántica Quantnuum, que creó la partícula, dijo a WordsSideKick.com «Incluso si tachas una página, no importa, porque la información está en la correlación entre las páginas».

Dryer explicó que hasta ahora, los físicos que trabajan en computadoras cuánticas han conectado las páginas usando partículas abelianas, o que son completamente intercambiables. Este es un método efectivo para tener en cuenta el ruido, pero debido a que las partículas abelianas no se pueden distinguir entre sí, requiere soluciones computacionalmente intensas para evitar que los qubits se mezclen.

Para encontrar una forma de evitar esto, Dryer y sus colegas desarrollaron una nueva computadora cuántica, llamada H2, que atrapaba iones de bario e iterbio dentro de poderosos campos magnéticos, antes de sintonizar los iones con láseres para transformarlos en qubits.

Al entrelazar estos qubits entre sí en una disposición compleja similar a una trenza, los investigadores descubrieron que les habían dado propiedades a los qubits exactamente como las predichas para los anyons no abelianos, un resultado que dicen es equivalente a haber creado las escurridizas partículas.

«No es simulado, es real. Y esa es solo la definición matemática», dijo Dryer. «Tomemos el hielo de agua: si haces un cristal que tiene las mismas propiedades que el hielo, pero sin H2O, entonces podrías decir que es una simulación, ¿no?» Pero en este caso, la definición de un anyon no abeliano se trata solo de entrelazamiento.

Además de ayudar a construir sistemas cuánticos más robustos, los científicos dicen que los anyons no abelianos los ayudarán a diseñar experimentos más avanzados para investigar aún más los extraños efectos cuánticos que surgen del entrelazamiento a gran escala.

«Creo que lo más emocionante que surge de esto es usar este tipo de estados, no con fines computacionales, sino solo para hacer preguntas de investigación», dijo Dryer. «Esto podría proporcionar algún valor a las personas como una herramienta científica al realizar nuevos experimentos que no se podrían hacer con una computadora clásica».

https://www.livescience.com/physics-mathematics/bizarre-particle-that-can-remember-its-own-past-created-inside-quantum-computer