Leonardo, computadores y la materia

Un grupo de científicos consiguíó alargar la capacidad de cálculo de un ordenador cuántico incorporando la secuencia Fibonacci. Los físicos, además aseguran que pudieron descubrir un nuevo estado de la materia.

Cuando alguien dice el nombre Leonardo en relación con un experimento científico la mayoría piensa en Da Vinci, el famoso polímata renacentista autor de la Gioconda. Pero en esta oportunidad estamos hablando del matemático Leonardo de Pisa, hijo de Guglielmo a quien sus amigos le decían Bonacci.

Fue este Leonardo, hijo de Bonacci (o Fibonacci), quien analizando la crianza de conejos propuso la famosa secuencia numérica infinita caracterizada porque cada número de la serie es la suma de los dos anteriores. Así, la secuencia queda del siguiente modo: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89…

Hecha la historia, en el presente, un grupo de físicos asegura que logró crear una nueva fase de la materia disparando pulsos láser que leen la secuencia de Fibonacci en una computadora cuántica en Colorado. Esta nueva fase de materia se basa en una peculiaridad de la secuencia de Fibonacci para permanecer en estado cuántico durante más tiempo.

La computación normal, la del dispositivo en el que se está leyendo esta crónica, utiliza agrupaciones de 1 y 0 o bits como unidad mínima de información. La computación cuántica, en cambio se basa en qubits, los que a diferencia de los bits de computadora, los qubits también pueden ser 0 y 1 simultáneamente. Esa ambigüedad posibilita que las computadoras cuánticas consideren muchas soluciones posibles a un problema de manera mucho más rápida que una computadora ordinaria. En el interior de los ordenadores cuánticos, los qubits pueden ser átomos.

En el caso que da pie a esta crónica, los investigadores utilizaron 10 iones de un elemento químico llamado ITERBIO y que fueron controlados mediante campos eléctricos y manipulados con pulsos de láser. Gracias a este método puede producir un fenómeno físico denominado entrelazamiento cuántico.

En la actualidad, los investigadores generaron un láser con un pulso periódico en los 10 qubits de iterbio que los mantuvo en un estado cuántico, es decir, entrelazados, durante 1,5 segundos. Pero cuando los investigadores pulsaron esos misms láseres siguiendo el patrón de la secuencia de Fibonacci, descubrieron que los qubits en el borde del sistema permanecieron en un estado cuántico durante aproximadamente 5,5 segundos. Los qubits podrían haber permanecido en un estado cuántico durante más tiempo, pero el equipo finalizó el experimento en la marca de 5,5 segundos. Su investigación fue publicada este verano en Nature.

Resulta que si diseñas pulsos de láser de la manera correcta, su sistema cuántico puede tener simetrías que provienen de la traslación del tiempo,

dijo Philipp Dumitrescu, autor principal del artículo y físico cuántico que realizó el trabajo mientras estaba en el Instituto Flatiron.

Una simetría de traslación temporal significa que un experimento producirá el mismo resultado, independientemente de si se lleva a cabo hoy, mañana o dentro de 100 años. “Nos dimos cuenta de que al usar secuencias cuasi periódicas basadas en el patrón de Fibonacci, podíamos hacer que el sistema se comporte como si hubiera dos direcciones de tiempo distintas”, agregó Dumitrescu.