Trucs quàntics que podrien transformar aquesta tecnologia.

Nova prova per detectar on es està la capacitat d'explotar la potència  de la mecànica quàntica, ha estat desenvolupada per físics a la Universitat de Warwick.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2016/57dfe35e10c2e.jpg

Aquesta prova, identifica un aspecte distintiu de la coherència quàntica, classificant les propietats de les partícules en un estat quàntic que interactuen amb un entorn del món real. La prova ha de permetre  quantificar i fer un seguiment de la coherència quàntica en el món natural mitjançant experiments de laboratori.

https://images.zapnito.com/users/180562/posters/270bed2e2913404d4ff49aeb9cd906e9/cbbe53f9-4559-487f-9422-a70b125312c7_large.jpg

Publicat a la revista Physical Review A, el treball teòric pot conduir a experiments que ajudin a resoldre el debat sobre si els processos biològics aprofiten la mecànica quàntica al seu favor i si l'evolució  podria proporcionar una plantilla per a tecnologies quàntiques com són els ordinadors, els sensors i les fonts d'energia.

Les partícules microscòpiques en un estat quàntic són molt difícils de detectar, ja que l'acte d'observar-les canvia el seu estat. Aquestes partícules sigiloses poden existir en moltes ubicacions o configuracions simultàniament, una característica coneguda com a coherència quàntica.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/
2018/worldfirstqu.jpg

L'efecte,  fonamenta  tecnologies com les computadores quàntiques, els sensors quàntics i els sistemes de comunicació quàntics , que utilitzen sistemes aïllats i ordenats  de la resta del món. No obstant això, si la coherència quàntica existeix en el món real, que és  més sorollós i més confús, també,  és més difícil d'identificar.

La prova implica un procediment per destruir la coherència quàntica, i després observar el canvi en les mesures posteriors. Quan s'observa un messurament d'un impacte considerable, els científics poden demostrar que hauria d'haver-hi una coherència quàntica en el sistema. El nou treball aclareix les possibles excepcions a aquesta conclusió, que depenen de la rapidesa amb que el procediment especial pugui destruir la coherència.

https://spectrum.ieee.org/image/MjkxMTk1Ng.jpeg

Demostrar que la presència de coherència quàntica en un sistema biològic constitueix un canvi de paradigma, lluny de la idea que només els humans tenen la capacitat d'enginyar sistemes capaç d'exposar i explotar la coherència quàntica, també seria un pas cap a l'experiment de pensament de Schroedinger's Cat, on un organisme viu es troba en un estat on és quàntic coherent, és a dit, està tant mort com viu.

Els resultats d'aquesta prova seran valuosos per millorar la comprensió de com funciona la química i la biologia, i  pot permetre respondre la qüestió de si la física quàntica ha participat en processos evolutius.

Segons la física quàntica, una partícula, com la que porta energia en un organisme fotosintètic, pot recórrer diversos camins diferents entre una entrada i una sortida. L'energia que transporta la partícula es pot perdre en qualsevol moment després de la seva creació. Si la partícula avança més ràpidament a la seva destinació, hi ha una menor probabilitat de pèrdua i es pot aconseguir una major eficàcia.

La coherència permet la interferència entre les dues vies, permetent que la partícula viatgi més ràpidametn que la mitjana del que d'una altra manera, podria ser durant el mateix període de temps. Això suggereix que els efectes quàntics podrien haver prestat un avantatge evolutiu a aquells organismes adaptats per explotar-los.

Les possibilitats són tantes vegades: si aquesta prova proposada es dugués a terme en un sistema biològic i dona un resultat positiu, es podrien aprendre principis de disseny de l'enginyeria quàntica de la natura. Es podria intentar crear tecnologies biomimètiques que són més robustes i potser fins i tot més potents que la generació actual de tecnologies quàntiques, que es basen exclusivament en sistemes altament aïllats. Si es pogués fer un turbocharge de la captació de la llum artificial, com per exemple en una cel·la solar, hi hauria un enorme potencial per proporcionar energia assequible i renovable.

Font: Universitat de Warwick