Un equip d'investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha ideat un mètode que permet mesurar el grau de coherència d'un estat quàntic de superposició, com l'estat del famós gat de Schrödinger que es troba viu i mort a la vegada. Per primera vegada, el mètode es pot utilitzar per a qualsevol estat quàntic de superposició, segons la investigació, publicada a la revista científica Physical Review Letters.
Un principi fonamental de la mecànica quàntica és la superposició d'estats, és a dir, sistemes que estan en diversos estats al mateix temps, «vius i morts» com el famós gat imaginari del físic austríac Erwin Schrödinger, que fins que ningú realitza una mesura i el sistema es decanta per una de les opcions. Segons els investigadors de la UAB, mentre dura la superposició es diu que el sistema està en un estat coherent.
En els sistemes reals, conjunts de diverses partícules elementals o àtoms que es troben en estats de superposició de, per exemple, diverses posicions a la vegada, diferents nivells d'energia, o amb el espín (gir de rotació quàntic) apuntant en un sentit i en el contrari, la coherència és fràgil: la superposició es trenca fàcilment per les vibracions associades a la temperatura i per les interaccions amb l'entorn.
Els investigadors del Departament de Física de la UAB Andreas Winter i Dong Yang han proposat en la seva investigació, per primera vegada, una manera de mesurar com de robusta és la coherència quàntica d'un estat de superposició, sigui quin sigui aquest estat. Els dos científics han obtingut així fórmules simples per calcular la quantitat de «coherència pura» que hi ha en un estat quàntic determinat, només responent un parell de qüestions fonamentals: amb quina eficiència es pot transformar l'estat en «coherència pura», i com és d'eficient el procés invers.
«En primer lloc es tracta de destil·lar l'estat quàntic. Veure quina part de coherència pura se'n pot extreure», va explicar Andreas Winter, per després «tornar a crear un estat amb 'soroll' de manera que la coherència es dissolgui». El procés de destil·lació i dissolució permet mesurar com de robusta era la coherència de l'estat inicial de superposició amb experiments que es poden fer a mida per a cada cas particular.
Segons Winter, es tracta d'un resultat molt rellevant per a la física quàntica atès que «tradicionalment, per mesurar el grau de coherència d'un estat de superposició calia poder mesurar intensitats de franges d'interferència, lligades a determinats experiments». «El nostre mètode, en canvi, permet adaptar l'experiment en cada estat, per la qual cosa la coherència quàntica es manifesta millor», va afegir el físic.
