En el laboratorio de la Universidad de Stuttgart, los átomos, que en su estado habitual no superan el tamaño de una partícula de polvo, se convirtieron de repente en gigantes. Sus órbitas electrónicas alcanzaron un diámetro de 1,1 micrómetros, diez mil veces mayor que el de los átomos normales. Precisamente estos átomos de Rydberg «hinchados» permitieron a los físicos batir simultáneamente tres récords mundiales.
La clave del éxito es la transición a estados circulares de Rydberg a temperatura ambiente. Antes, para protegerse de la radiación térmica se requería enfriamiento con helio líquido. El equipo dirigido por el profesor Tilman Pfau y el doctor Florian Meinert apantalló los átomos de la radiación de cuerpo negro y logró un tiempo de vida de 11 milisegundos, veinte veces más que los resultados anteriores. Al mismo tiempo, registraron un tiempo de almacenamiento récord en pinzas ópticas: 133 milisegundos.
Los átomos de Rydberg interactúan a una distancia de cinco micrómetros, una distancia enorme para los parámetros atómicos. Esto permite ordenarlos en matrices ordenadas y controlar con precisión la interacción, algo crítico para los simuladores cuánticos. Los átomos neutros en pinzas ópticas ya se consideran una de las plataformas más prometedoras para los dispositivos cuánticos escalables.
El logro es importante no solo para la ciencia fundamental. Un tiempo prolongado de almacenamiento de la información cuántica reduce la probabilidad de errores en los cálculos, y el funcionamiento a temperatura ambiente elimina la principal barrera en el camino hacia la aplicación práctica. Los investigadores señalan que su método se apoya en una idea física de los años 1980, pero adaptada a las plataformas cuánticas modernas.
En los próximos años, el grupo planea crear sobre esta base simuladores cuánticos, computadoras y sensores de alta precisión más potentes. La publicación en Nature Communications confirma que los tres récords no son una casualidad, sino un avance sistémico que acerca la era de las tecnologías cuánticas fiables.
