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Chip cuántico de IA «Willow». Crédito: Google Quantum AI. |
Un procesador cuántico acaba de revelar algo que la física nunca había observado: una nueva fase exótica de la materia. Este hallazgo, publicado en la revista Nature, demuestra que los ordenadores cuánticos ya no son solo herramientas de cálculo, sino auténticos laboratorios capaces de explorar los rincones más desconocidos de la realidad.
En la naturaleza, la materia puede presentarse en diferentes estados: sólido, líquido o gaseoso, por ejemplo. Pero hay condiciones más extremas, donde las reglas tradicionales dejan de funcionar. Hasta ahora, los físicos habían estudiado estas fases bajo el equilibrio, cuando todo permanece estable con el tiempo. Sin embargo, existen formas aún más extrañas: fases que solo aparecen cuando el sistema se rompe ese equilibrio.
En este nuevo experimento, un equipo internacional de investigadores utilizó un procesador cuántico de 58 cúbits superconductores —una colaboración entre la Universidad Técnica de Múnich (TUM), Princeton University y Google Quantum AI— para crear una fase de materia que solo puede existir fuera del equilibrio. Se trata de un estado de tipo Floquet topológicamente ordenado, un fenómeno que había sido teorizado durante años, pero nunca comprobado en el laboratorio.
Los científicos observaron cómo este sistema, sometido a una estimulación externa periódica, desarrollaba patrones dinámicos imposibles de ver en condiciones normales. En esencia, forzaron a la materia a bailar con un ritmo cuántico. Esa oscilación permitió que surgieran nuevas formas de orden, algo que no existe en la materia convencional.
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Una computadora cuántica descubre una fase oculta de la materia nunca antes vista. Crédito: Google Quantum AI |
Mediante un innovador algoritmo de interferometría, el equipo pudo visualizar los movimientos dirigidos de los bordes de este estado y comprobar una predicción fascinante: la “transmutación dinámica” de partículas exóticas, una característica esperada en estos sistemas, ahora observada por primera vez.
“Las fases cuánticas fuera del equilibrio, altamente entrelazadas, son increíblemente difíciles de simular con computadoras clásicas”, explicó Melissa Will, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la TUM y autora principal del estudio. “Nuestros resultados muestran que los procesadores cuánticos no solo sirven para cálculos, sino que también pueden ser plataformas experimentales para descubrir nuevos estados de la materia”.
Este avance abre la puerta a una nueva era de simulaciones cuánticas. En lugar de usar ordenadores para repetir experimentos conocidos, ahora se pueden emplear para crear fenómenos físicos que nunca se habían visto. Con cada paso, los investigadores se acercan a comprender mejor cómo se comporta la materia cuando se rompe el equilibrio, y a desarrollar tecnologías cuánticas que aprovechen estas propiedades exóticas.
El descubrimiento no solo redefine lo que sabemos sobre las fases de la materia; también demuestra el enorme potencial de la computación cuántica como herramienta para la ciencia fundamental. La frontera entre “simular” y “descubrir” acaba de volverse mucho más delgada.
Fuentes, créditos y referencias: