Nel famoso esperimento mentale di Schrödinger, un gatto sembra essere sia morto che vivo, un'idea che mette a dura prova la credulità. In questi giorni, i gatti ancora non si comportano in questo modo, ma i fisici ora creano regolarmente analoghi del gatto di Schrödinger in laboratorio imbrattando il microscopico mondo quantistico su distanze macroscopiche.

Tali "stati felini" hanno trovato molte case, promettendo misurazioni quantistiche più sensibili e fungendo da base per i codici di correzione degli errori quantistici, un componente necessario per i futuri computer quantistici soggetti a errori.

Con questi obiettivi in ​​mente, alcuni ricercatori sono desiderosi di creare stati di gatto migliori con singoli ioni. Ma, finora, le tecniche standard hanno imposto limiti alla diffusione della loro natura quantistica.

Recentemente, i ricercatori del Joint Quantum Institute hanno sviluppato un nuovo schema per la creazione di stati felini a ioni singolo, dettagliando i risultati di questa settimana in Comunicazioni sulla natura . Il loro esperimento pone un singolo ione itterbio in una sovrapposizione, una combinazione quantistica, di due stati diversi. Inizialmente, questi stati si muovono insieme nel loro ambiente comune, condividendo lo stesso movimento. Ma una serie di impulsi laser accuratamente temporizzati e ultraveloci applicano forze diverse ai due stati ionici, spingendoli in direzioni opposte. La sovrapposizione originale persiste, ma gli stati finiscono per oscillare sfasati tra loro.

Utilizzando questa tecnica, il team JQI è riuscito a separare gli stati da una distanza di quasi 300 nanometri, circa dodici volte più lontano di quanto fosse possibile in precedenza. C'è ancora solo uno ione, ma la sua natura quantistica ora si estende su una distanza più di mille volte più grande della sua dimensione originale. Tali sovrapposizioni a lungo raggio sono altamente sensibili, e potrebbe consentire misurazioni precise dell'interferometria atomica o solide tecniche di crittografia quantistica.