Laboratorio Cuantico

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Superposición cuántica

Cuando algo es dos cosas a la vez

0 y 1

colapsó

Imaginá que tirás una moneda al aire. Mientras gira, no es cara ni cruz: es una mezcla de ambas posibilidades. En el mundo cuántico, las partículas viven en ese estado de giro perpetuo. Y podés controlar hacia dónde se inclina.

¿Una moneda puede estar en cara y cruz al mismo tiempo?

Paso a paso

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Dos estados, un qubit

Una partícula cuántica no elige entre 0 y 1: existe en ambos estados simultáneamente.

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La compuerta H lanza el qubit

La compuerta Hadamard (H) es como "tirar la moneda al aire". Pone al qubit en ese estado de mezcla perfecta.

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Medir es "mirar"

Al medir (M), el qubit colapsa. Es como atrapar la moneda: 0 o 1, 50% cada uno. Antes de medir, era las dos cosas.

¿Cómo funciona en el simulador?

En el simulador, la compuerta H (Hadamard) pone al qubit a "girar". La medición (M) es tu mano deteniéndolo. El histograma muestra ~50% de 0 y ~50% de 1 porque el qubit estaba en superposición perfecta. Si agregás una rotación Rx o Ry, podés inclinar la balanza: más 0 que 1, o viceversa. Así se controla el resultado.

Dato curioso

Un gato en una caja con veneno está vivo y muerto al mismo tiempo... hasta que abrís la caja. Schrödinger lo propuso en 1935 para mostrar lo absurda que suena la superposición. Hoy los científicos la usan todos los días para hacer cálculos imposibles en computadoras normales.

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Entrelazamiento cuántico

Dos partículas, un solo destino

Pensá en dos guantes: uno izquierdo y uno derecho. Los ponés en cajas separadas y las mandás a distintos países. Cuando abrís una caja y ves el guante izquierdo, sabés instantáneamente que la otra tiene el derecho. Pero en el mundo cuántico, cada guante era izquierdo Y derecho hasta que lo miraste.

¿Dos cosas pueden estar conectadas sin cables, sin wifi, sin nada?

Paso a paso

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Se crea el vínculo

Dos qubits se preparan juntos: una compuerta H y una CNOT los unen. A partir de ese momento, son un solo sistema.

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La distancia no importa

Separás los qubits. Pueden estar en distintos países. El vínculo sigue intacto, no importa la distancia.

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Medir uno define al otro

Medís uno. Instantáneamente, el otro queda definido. No se mandaron un mensaje: siempre fueron uno solo.

¿Cómo funciona en el simulador?

En el simulador, la compuerta H crea la superposición en q0, y la CNOT propaga ese vínculo a q1 y q2. El histograma muestra solo dos picos: 000 y 111. Esto prueba que los tres qubits están sincronizados: siempre miden lo mismo. Si medís solo dos qubits y los ves iguales, el tercero ya está definido aunque no lo hayas medido.

Dato curioso

Einstein lo llamó "acción fantasmal a distancia". Le parecía imposible que dos partículas se influyeran instantáneamente. En 2022, el Premio Nobel de Física fue para tres científicos que demostraron que Einstein estaba equivocado: el entrelazamiento es real.

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Teleportación cuántica

Viaja la información, no la partícula

Alice

estado ?

bits clásicos

Bob

copia exacta

Alice tiene una partícula con un estado secreto. Quiere mandársela a Bob, que está del otro lado del planeta. Pero no puede copiarla: las leyes cuánticas lo prohíben. En cambio, usa un truco: un par de partículas entrelazadas que comparten desde antes. Alice mide, la original se destruye, y Bob recibe la información justa para reconstruir una copia idéntica.

¿Se puede teletransportar algo como en Star Trek?

Paso a paso

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Conexión previa

Alice y Bob comparten un par de partículas entrelazadas desde antes. Es como tener una línea telefónica secreta ya instalada.

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Alice mide y destruye

Alice tiene una partícula con información secreta. La hace interactuar con su mitad del par entrelazado y mide ambas, destruyendo el original.

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Bob reconstruye

Alice manda los resultados por un canal normal (como un SMS). Bob los recibe y aplica los ajustes necesarios a su partícula.

¿Cómo funciona en el simulador?

En el simulador, el circuito de teleportación usa tres qubits. q0 es el mensaje secreto de Alice, q1 y q2 son el par entrelazado que comparten. Alice aplica CNOT y H, luego mide q0 y q1. Esas mediciones producen dos bits clásicos (00, 01, 10 u 11) que le envía a Bob. Bob recibe los bits y aplica correcciones (X, Z o ambas). El estado de q2 ahora es idéntico al original de q0. El histograma muestra lo que Alice midió.

Dato curioso

En 2017, científicos chinos teleportaron un fotón desde la Tierra a un satélite en órbita, a 1.400 km de distancia. Usaron el mismo principio que estás viendo ahora en el simulador: entrelazamiento + medición + corrección clásica.