Spin medido sin destrucción

The spin state of a single electron in a quantum dot has been measured for the first time without destroying the state. David Awschalom and colleagues at University of California, Santa Barbara, determined the spin by reflecting polarized laser light from a quantum dot. The development could lead to the exploitation of the quantum properties of single electrons in quantum computers.

Quantum computers could exploit the fact that a quantum particle can be in two states at the same time – spin up or spin down in the case of an electron. With the two states representing a one or a zero, N such particles – or quantum bits (qubits) – could be combined or “entangled” to represent 2N values simultaneously. This could lead to the parallel processing of information on a massive scale. However, the realization of a quantum computer involves fundamental challenges such as how to read the logical state of a qubit without destroying the state, and how to entangle the qubits.

Semiconductor quantum dots are nanoscale structures that contain as few as one electron and show great promise for use as qubits. Information can be stored in the spin state of a single electron and while several optical and electronic schemes exist for reading the spin state, they all destroy the state as part of the process.

Leído en physicsweb.com.

2 comentarios en “Spin medido sin destrucción

  1. He leído la noticia. Deberían aplicarle lo de “ética periodística” ya que el título y lo que explican que han hecho en el cuerpo no es lo mismo ni en esencia ni en forma y además lo mejor de todo es que en el mismo cuerpo contradicen el título. Me explico.

    Por un lado tenían un electrón en un estado. Le han tirado un pulso de luz y luego trabajan con el reflejado y estiman que no se ha producido cambio en el estado del electrón. Pero luego terminan diciendo, lo que por otro lado se sabe por el fenómeno que han usado, que es que la luz reflejada está “asociada” al estado del electrón dispersor. ¡Entonces han cambiado el estado del electrón!.

    Aunque en principio el electrón (supongamos que como dicen) mantiene el espín el resto de su estado habrá cambiado. Puede haberlo hecho por ejemplo su momento angular orbital. De hecho es casi de recibo que es lo que habrá cambiado en el caso de que lo hayan perturbado lo más mínimo. Pero el caso es que es seguro que su estado total no será el mismo si la luz ha cambiado su estado de polarización (más detalles mirando Compton Scattering). Y además lo dicen ellos mismos al afirmar que al final los estados del electrón y de los fotones dispersados están correlacionados.

    El título es tendencioso porque induce a pensar que lo que reclaman es haber trasgredido un pilar básico de la Mecánica Cuántica que considera que no se puede determinar el valor de una magnitud al medirla sin variar el estado del sistema medido (Heisenberg) y sin embargo no es eso lo que hacen. Digamos que han buscado un titular como excesivo marketing.

  2. Para aprender más de Óptica de manera agradable (de la mano y con muchos ejemplos, fotos, dibujos, explicaciones sencillas…) lo mejor es el “Óptica”, de Hetch, editado por Pearson y Addison Wesley, está en toda librería con libros de Ciencias en Granada. Ese experimento (su fundamento) se explica en ese libro aunque usando refracción y no reflexión.

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