Sonidos cuánticos, nueva forma de almacenamiento digital.

Físicos de la Universidad de Stanford (USA) desarrollaron un dispositivo que tiene la capacidad de escuchar sonidos cuánticos de los átomos, tal parece que estamos en la puerta de acceso a un nuevo tipo de computadoras cuánticas

Micrófono cuántico

El dispositivo desarrollado por los físicos es una especie de micrófono cuántico que permite escuchar las partículas individuales del sonido, llamadas fonones, que están presentes en una onda sonora.

Dicho dispositivo marca una gran diferencia con los micrófonos convencionales, los cuales se basan en las vibraciones de las ondas sonoras, estos dispositivos desplazan una membrana que se convierte en un voltaje medible.

Un micrófono convencional no sirve para medir fonones, porque al estar en el universo cuántico su posición no puede establecerse con precisión sin modificarla, tal como señala el principio de incertidumbre de Heisenberg.

El nuevo micrófono cuántico resuelve esta limitación, ya que es tan sensible que puede escuchar fonones, es decir, las cuasipartículas que reflejan la energía vibratoria existente entre los átomos.

Las cuasipartículas son excitaciones cuánticas formadas por partículas más pequeñas que, juntas, actúan como si fueran una sola de comportamiento predecible.

Patricio Arrangoiz-Arriola, autor principal explica lo siguiente: “un fonón tiene energía diez mil millones de veces menor que la necesaria para mantener encendida una bombilla durante un segundo”.

Por tal motivo, no se pueden medir con un micrófono convencional, ya que la energía que este micrófono inyecta al sistema distorsiona su posición y su medida.

Midiendo la energía del fonón

Los fonones fueron propuestos por Albert Einstein en 1907, estos son paquetes de energía vibracional que son emitidos por átomos excitados. Estos paquetes indivisibles, o cuantos, de movimiento, se manifiestan como sonido o calor dependiendo de sus frecuencias.

El micrófono cuántico detecta las vibraciones porque posee una serie de resonadores miniaturas que solo se pueden observar a través de un microscopio electrónico.

Los resonadores miniatura actúan como espejos para el sonido y se acoplan a un circuito superconductor que contiene pares de electrones que se mueven sin resistencia.

El circuito superconductor forma un bit cuántico, o qubit, que puede existir en dos estados a la vez y que posee una frecuencia natural que puede leerse electrónicamente. Cuando los resonadores miniatura mecánicos vibran, generan fonones en diferentes estados.

Los físicos investigadores consiguieron vincular el qubit con los fonones generados por los resonadores miniatura o espejos del sonido y procedieron a medir los cambios del qubit, de esta manera obtuvieron la medida de los fonones, por el reflejo de su energía en el qubit.

Aplicaciones

Esta investigación permite la posibilidad de utilizar fonones, en vez de fotones, para la computación cuántica.

Esto permitiría desarrollar computadoras cuánticas más seguros y potentes, ya que los fonones son más fáciles de manipular que los fotones y tienen longitudes de onda que son miles de veces más pequeñas que las partículas de luz.

Estamos a las puertas de una nueva forma de almacenar información codificada mediante el sonido (fonones) y no mediante la luz (fotones), de la que dependen en la actualidad las computadoras cuánticas.

Administrar la información por medio del sonido de mundo cuántico es la próxima forma de almacenamiento.

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Ernesto Mota
Nací en el d.f., sigo siendo defeño, hoy radico en la hermosa ciudad de Cuernavaca, Morelos, soy Ing. en Sistemas computacionales, con un posgrado en Tecnologías de información, Doctorando en ambientes virtuales de aprendizaje y realidad aumentada, Tecnólogo es mi categoría laboral, y mi linea de investigación es la realidad aumentada aplicada a nuevos entornos de aprendizaje.

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