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El arte de la tecnología cuántica: por qué los orígenes importan más que exagerar

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Con tanto sucedido en el dominio de la tecnología, se vuelve muy difícil mantenerlo al día. Con la introducción de blockchain, chatbots, LLMS y otros temas complejos, ya no estamos en el privilegio de conocer el campo. Generalmente estamos atrapados en la carrera de ser el primero en dominar el tema o sacar algo de él. Sin embargo, esto nos hace seguir cambiando de un tema a otro y terminamos siendo un maestro de ninguno.

Para seguir un campo, se vuelve esencial resonar con el tema o el fenómeno que está tratando de entender. Después de todo, es un compromiso a largo plazo. Dicho esto, se hace esencial comprender el origen de la tecnología antes de investigar las aplicaciones de la misma. Le ayuda a conectarse con la causa y lo lleva a un camino mayor. Esto no solo le ayuda a responder una pregunta como: origen de la tecnología, naturaleza básica, cómo estamos tratando de resolver o cómo se ve la evolución en el campo, sin embargo, acerca a la esencia de la tecnología. Le dirá por qué esto es un máximo que vale la pena aprender (si lo encuentra fascinante), ¿vale la pena poner esfuerzos o lo más importante “es esto para mí?”.

La computación cuántica es un tema complejo y bucear directamente en la aplicación lo hace más complicado. Sin embargo, mirar el origen de este lo lleva mucho más cerca de la causa. Aquí es donde el “Experimento de doble hendidura“Entra en la imagen. Es un ejemplo de lo que hizo que los físicos sean tan interesados en este tema y cuán fascinante podría ser visualizar cuáles son las posibilidades y no sabemos qué extendiendo las incógnitas existen en el universo que aún no están fijados por leyes o axiomas o matemáticas.

Historia del experimento de doble hendidura

El debate sobre si la luz es una partícula o una onda se remonta a siglos. Thomas Younger realizó por primera vez el experimento de doble hendidura en 1801 en el Royal Institute. Sí, se remonta a ~ 40 años. La concept básica se basó en el hecho de que si dos sonidos interactúan entre sí, crean un ritmo y related también puede ser cierto para los equivalentes ópticos. Mientras reflexionaba sobre la teoría corpuscular de Newton, también observó que la interacción del aire y el agua a veces conduce a la reflexión de la luz y en algunos lugares se refracta. Para responder algunas preguntas como esta, se le ocurrió el experimento de doble hendidura.

Veamos de qué se trata el experimento. Te llevaré uno por uno y ayudaré a comprender la lógica y por qué es importante o un descubrimiento esencial para la mecánica cuántica.

Experimento de doble hendidura

La concept básica detrás del experimento de doble hendidura es que los electrones se pasan pensando en una tabla que tiene dos hendiduras (como se muestra en la cobertura de la historia) y observa los resultados correspondientes en la pantalla que está siendo el tablero. Entendamos cómo funciona para las pelotas 🥎 para empezar.

Ronda 1 (bolas)

1 ranura

Una representación muy easy en la que primero comenzamos con bolas pequeñas que se arrojan desde una sola hendidura. Y así es como debería verse la salida:

Ahora, esto se ve bien que algunas de las bolas rebotarán de la pantalla y las que pasan formarán una estructura como esa en la pared.

Imagen generada por IA: un experimento de hendidura con bolas pequeñasImagen generada por IA: un experimento de hendidura con bolas pequeñas

2 ranuras

Del mismo modo, aquí ahora, ya que hay dos ranuras, habrá dos líneas en la pared

Imagen generada por IA: dos ranuras con bolas pequeñasImagen generada por IA: dos ranuras con bolas pequeñas

Ronda 2 (luz)

Repitemos el experimento con una luz monocromática y verifique cómo se verá el patrón cuando sus dos ranuras.

El resultado muestra una longitud de luz de onda donde interactúa la luz de dos hendiduras y en algún lugar cancela su efecto (parches oscuros en la pared) y otros combinan así, mejoran la luz y debería poder ver eso en la pantalla misma. Sin embargo, la física cuántica tiene una decepción a partir de ahí, sin embargo, veamos cómo se comportan los electrones y esto será un paso hacia la comprensión de los conceptos básicos de la física cuántica y cómo los qubits entran en escena.

Ronda 3 (electrones)

Sin embargo, period bastante comprensible cómo se comporta la luz de esta manera, mientras que hacer este experimento con Electron cube esto:

speculation: It behaves like small balls and can go away two traces much like slit on the wall

Imagen generada por IA: Electron en el experimento de doble hendiduraImagen generada por IA: Electron en el experimento de doble hendidura

Los resultados anteriores son totalmente asombrosos, en lugar de comportarse como bolas pequeñas y crear dos líneas en la pared, representa un comportamiento related a la luz. Pero eso no parece lógico. Si el electrón se arroja a través de las hendiduras, o van a través de la hendidura 1 o la hendidura 2, no debería comportarse así.

Agregar un observador

Para dar sentido a esto, se decidió que se observarán que los electrones verificarán cómo se está creando este patrón qué electron atraviesa qué hendidura y verifica si se refracta. Por lo tanto, se agregó un observador que necesita la pantalla dividida para observar esto y los resultados fueron los siguientes:

Imagen generada por IA: agregar un observador que conduce al cambio en el estado finalImagen generada por IA: agregar un observador que conduce al cambio en el estado final

Este es otro misterio, que si se observan los electrones se comportan de manera diferente. Aquí es donde puede estar relacionado con el concepto de qubit. En el momento en que uno observa los estados, son irreversibles. Es como el experimento CAT de Schrödinger, una vez que abres la caja, la salida es irreversible.

Conclusión

No quiero agregar ninguna conclusión aquí, quiero mantener sus pensamientos alimentados. Este es un fenómeno que no se puede concluir fácilmente. Sin embargo, me gustaría dejarte con esta famosa cita para la mecánica cuántica:

Si la mecánica cuántica no lo ha sorprendido profundamente, aún no lo ha entendido, Niels bohr

No dude en contactar si desea hablar más sobre eso.


Referencias

  1. Mayo de 1801: Thomas Younger y la naturaleza de la luz:

fuente