Un par de investigadores fraternales han descubierto que cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) produce quarks superiores, las partículas fundamentales más pesadas conocidas, crea regularmente una propiedad conocida como magia.
Este descubrimiento, publicado en Examen físico Dtiene implicaciones para el desarrollo de la computación cuántica, la magia es una medida de cuán difícil es para una computadora no cuántica calcular un sistema cuántico.
“Cuanto más magia, más necesitamos ordenadores cuánticos para describir el comportamiento”, explica el profesor Martin White de la Facultad de Física, Química y Ciencias de la Tierra de la Universidad de Adelaida, quien, junto con su hermano gemelo, el profesor Chris, codirige esta investigación. White, físico de la Universidad Queen Mary de Londres.
“El estudio de las propiedades mágicas de los sistemas cuánticos proporciona información importante sobre el desarrollo y las posibles aplicaciones de los ordenadores cuánticos”.
El LHC es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo y consta de un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores con múltiples aceleradores que aceleran dos haces de partículas de alta energía a la velocidad de la luz antes de colisionar. .
La cantidad de magia emitida por los quarks superiores depende de la velocidad a la que se mueven y de su dirección de viaje, todo lo cual puede medirse con los detectores ATLAS y CMS en el colisionador de protones LHC. Observe los resultados.
“La investigación cuántica se ha centrado durante mucho tiempo en el entrelazamiento, donde las partículas se entrelazan; sin embargo, nuestro trabajo sobre la magia explora qué tan adecuadas son las partículas para construir potentes computadoras cuánticas”, dice el profesor White.
“El experimento ATLAS ya ha visto evidencia de entrelazamiento cuántico. Hemos demostrado que el LHC también puede observar patrones más complejos de comportamiento cuántico en las energías más altas intentadas para este tipo de experimentos”.
Durante décadas, los científicos han intentado construir computadoras cuánticas que aprovechen las leyes de la mecánica cuántica para lograr una potencia de procesamiento mucho mayor que las computadoras convencionales.
Los beneficios potenciales de las computadoras cuánticas son enormes y afectan campos como el descubrimiento de fármacos y la ciencia de materiales. Aprovechar este poder requiere estados cuánticos fuertes y controlables, y la magia juega un papel importante para lograr este control.
“Nuestra investigación allana el camino para una comprensión más profunda de la relación entre la teoría de la información cuántica y la física de altas energías”, afirma el profesor White.
“Este descubrimiento no se trata sólo de las partículas más pesadas del universo, sino de desbloquear el potencial de un nuevo paradigma informático revolucionario”.
