Dar con la partícula de Majorana sería lo mejor que les podría pasar a los ordenadores cuánticos. El físico italiano Ettore Majorana pronosticó teóricamente su existencia en 1937, y desde entonces muchos investigadores se han obsesionado con ella porque tiene una característica que la hace única: es a la vez una partícula y su propia antipartícula.
Lo que las hace muy atractivas para la computación cuántica es que, cuando aparecen, en teoría lo hacen por pares y tienen una estabilidad razonablemente alta, algo que no abunda en el mundo de las partículas sometido a las leyes de la mecánica cuántica. Esta propiedad en teoría puede ser utilizada para almacenar información cuántica en dos lugares diferentes.
La concidencia de esta duplicidad y de su estabilidad sugiere que estas partículas podrían usarse para fabricar cúbits más estables y menos propensos a las perturbaciones externas que los cúbits utilizados en los ordenadores cuánticos actuales. Suena muy bien, pero después del jarro de agua fría del año pasado los físicos son extraordinariamente cuidadosos a la hora de lidiar con ellas. Eso sí, ahora tienen un buen plan.
Detectar partículas impostoras es la mejor forma de acosar a la de Majorana
En marzo de 2018 los entusiastas que seguimos de cerca los avances en computación cuántica nos llevamos una sorpresa muy grata: el equipo de investigación liderado por el físico holandés Leo Kouwenhoven, del centro de investigación QuTech (Países Bajos), que está cofinanciado por Microsoft, había encontrado los hasta ese momento esquivos fermiones de Majorana. Su trabajo fue publicado en Nature, y tuvo una repercusión enorme.
Tres años después, a principios de 2021, llegó el jarro de agua fría. Cuando el artículo original del equipo de Kouwenhoven vio la luz varios investigadores, entre los que se encontraba el físico Sergey Frolov, de la Universidad de Pittsburgh, hicieron notar que veían algunas inconsistencias en el trabajo de los científicos holandeses. Este tuit publicado por Frolov en 2021 refleja con claridad sus sospechas iniciales:
The authors later told us it was done for aesthetics. We have a problem with this. The segments where data jumps off plateau (magenta) or where 'Majorana' peak splits (green) were aesthetically cut off. But 7 charge switches prolonging the plateau were kept (yellow). Convenient? pic.twitter.com/Izjl1FtDyr
— Sergey Frolov🇺🇦 (@spinespresso) February 3, 2021
Los errores identificados por el equipo de Kouwenhoven en su propio trabajo le llevó a enmendar su artículo original publicado en Nature
Dadas las circunstancias el equipo de Kouwenhoven decidió revisar meticulosamente su propio trabajo, y sus conclusiones definitivas llegaron en el artículo que publicó en enero de ese mismo año: se había equivocado. Las evidencias que llevaron a estos científicos a concluir que habían identificado los fermiones de Majorana eran erróneas, por lo que el artículo que habían publicado originalmente en Nature debía ser enmendado.
Esa investigación no salió bien, pero los científicos no se han rendido. Varios grupos siguen ideando nuevas formas de acechar a esta partícula tan escurridiza (es importante que recordemos que por el momento su existencia sigue siendo hipotética). Y, precisamente, unos investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología, y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria acaban de dar un paso hacia delante significativo.
Su estrategia es muy ingeniosa. Lo que han hecho es elaborar dos técnicas de medición diferentes y un análisis teórico que persiguen minimizar la incertidumbre que puede desencadenar errores de interpretación durante los experimentos. Esto fue, precisamente, lo que le sucedió al equipo de Kouwenhoven. De esta forma es posible determinar con más precisión si una partícula o un conjunto de ellas posee las características propias de los fermiones postulados por Ettore Majorana.
Esta estrategia permite determinar si una partícula o un conjunto de ellas posee las características propias de los fermiones de Majorana
Para no complicar demasiado este artículo no indagaremos en estas dos técnicas, pero merece la pena que sepamos que una de ellas recurre a la espectroscopía de Coulomb, y la otra a la espectroscopía de túnel. Los primeros resultados prometedores no han tardado en llegar. Y es que estos científicos españoles y austríacos ya han logrado identificar varias partículas que de no contar con esta metodología probablemente habrían sido identificadas erróneamente como fermiones de Majorana.
Estas impostoras tenían las propiedades ideales para engañar a otros métodos de medición, pero no a esta estrategia que combina dos formas distintas de evaluación. Puede parecer que idear un procedimiento como este no basta para dar con esta partícula, pero cada vez que se descarta una impostora los científicos consiguen arrinconarla un poco más, si es que realmente existe. Quién sabe, quizá no tardemos en llevarnos una sorpresa.
Imagen de portada: Intel
Más información: CSIC
Ver 1 comentarios