Físicos controlan el entrelazamiento cuántico a escala de attosegundo

Viernes 03 Abril 2026 - 16:06

Un equipo internacional de físicos ha demostrado por primera vez cómo el entrelazamiento cuántico entre un electrón y un ion molecular puede controlarse a escala de attosegundo, es decir, una milmillonésima de milmillonésima de segundo, abriendo nuevas vías para manipular la coherencia cuántica en moléculas. Los resultados, publicados en Nature el 31 de marzo, suponen un avance significativo en la ciencia de los attosegundos.

Investigadores del Max Born Institute de Berlín, la Universidad Autónoma de Madrid y el IMDEA Nanociencia ionizaron moléculas de hidrógeno mediante pares de pulsos láser de attosegundo en el rango ultravioleta extremo, combinados con un pulso infrarrojo de mayor duración. Cuando un fotón arranca un electrón de una molécula de hidrógeno, el ion resultante y el fotoelectrón que se escapa quedan entrelazados cuánticamente, con sus propiedades vinculadas de una forma que no tiene equivalente clásico.

Ese entrelazamiento plantea un desafío fundamental: limita la capacidad de observar la dinámica electrónica coherente en el ion o en el fotoelectrón de forma individual. El equipo, dirigido por Marc Vrakking del Max Born Institute, demostró que variando el retardo temporal entre los dos pulsos de attosegundo era posible ajustar el grado de entrelazamiento entre el ion y el fotoelectrón, controlando directamente la coherencia de la dinámica electrónica en el ion de hidrógeno residual.

El avance se asienta sobre casi una década de trabajo teórico y experimental previo. Un artículo publicado en 2021 en Physical Review Letters por Vrakking propuso el esquema de doble pulso para controlar el entrelazamiento ion-fotoelectrón y predijo que las señales de batido cuántico en el ion reflejarían el grado de entrelazamiento. Un experimento realizado en 2022 por el mismo equipo en el Max Born Institute ofreció la primera demostración experimental del control del entrelazamiento en un dispositivo de bombeo y sonda de attosegundo, aunque aquel trabajo se centró en paquetes de ondas vibracionales. El nuevo estudio publicado en Nature amplía esos resultados a la coherencia electrónica, un régimen más complejo y con mayor relevancia práctica.

La capacidad de modular el entrelazamiento cuántico en un sistema molecular tiene implicaciones que van más allá de la física fundamental. Según IMDEA Nanociencia, el trabajo abre vías para manipular la coherencia cuántica y el entrelazamiento en sistemas moleculares complejos, con relevancia potencial para las tecnologías de información cuántica. Los resultados proporcionan además una nueva herramienta de diagnóstico: medir la coherencia de la dinámica iónica puede servir ahora como sonda directa del grado de entrelazamiento del sistema ion-fotoelectrón, una capacidad que podría resultar esencial a medida que la ciencia de los attosegundos se orienta hacia moléculas más grandes y con mayor relevancia biológica.