El gato de Schrödinger nació para incomodar a la física. Erwin Schrödinger imaginó en 1935 un animal encerrado en una caja cuyo destino dependía de un fenómeno cuántico, de modo que permanecería simultáneamente vivo y muerto hasta que alguien comprobara el resultado. Lo que pretendía ser una crítica a las consecuencias más desconcertantes de la mecánica cuántica terminó convirtiéndose en su metáfora más famosa.
Casi un siglo después, los físicos ya no se limitan a discutir aquel gato imaginario. En los laboratorios fabrican versiones reales de la idea colocando átomos, partículas o campos de luz en superposiciones de estados claramente diferenciados.
Ahora, un equipo de la Universidad de Oxford ha llevado esa receta mucho más lejos. Los investigadores han creado una nueva familia de estados tipo gato cuyos componentes no son simples copias de una configuración convencional, sino estructuras cuánticas exóticas que pueden combinarse y modificarse casi a voluntad.
Tal como explica la Universidad de Oxford, el resultado funciona como una herramienta para “esculpir” superposiciones cuánticas y controlar el tamaño, la orientación, la fase y la separación de cada una de sus partes. El trabajo fue publicado el 3 de junio de 2026 en la revista Physical Review X.
El gato de Schrödinger tradicional empezaba a quedarse corto
Los estados gato utilizados habitualmente en física no contienen animales ni objetos macroscópicos. Suelen construirse a partir de dos estados coherentes de un oscilador cuántico, una clase de paquetes de ondas que se comportan de la manera más parecida posible a un sistema clásico.
La superposición coloca esos dos paquetes en posiciones diferentes dentro del llamado espacio de fases. Es el equivalente experimental a combinar el “vivo” y el “muerto” del experimento mental, aunque en realidad lo que se superpone puede ser el movimiento de una partícula, la oscilación de un campo electromagnético o cualquier otro sistema con comportamiento armónico.
Estas configuraciones ya tienen aplicaciones importantes. Los osciladores cuánticos poseen muchos más estados disponibles que un cúbit convencional, limitado a dos niveles básicos, y pueden utilizarse para almacenar información, realizar mediciones extremadamente precisas o crear códigos capaces de detectar determinados errores.
El problema era que los ingredientes empleados para construir esas superposiciones seguían siendo relativamente sencillos. Incluso cuando el resultado final era profundamente cuántico, las dos partes del gato solían parecerse mucho entre sí: eran esencialmente el mismo paquete de ondas desplazado o comprimido en direcciones diferentes.
El equipo de Oxford se preguntó qué ocurriría si cada parte de la superposición fuese, por sí misma, mucho más extraña.
Un solo ion convertido en laboratorio cuántico
Para realizar el experimento, los físicos utilizaron un único ion de estroncio-88 confinado mediante campos electromagnéticos en una trampa tridimensional de Paul. Ese ion proporcionaba dos sistemas cuánticos diferentes dentro de la misma partícula. Sus niveles electrónicos internos funcionaban como un cúbit, mientras que su movimiento de oscilación a lo largo de la trampa se comportaba como un oscilador armónico cuántico.
El equipo acopló ambas propiedades para que el estado interno del ion actuara como una especie de palanca con la que modificar su movimiento. Primero entrelazaron el cúbit con distintas posibilidades de oscilación. Después realizaron una medición intermedia sobre el estado electrónico que proyectó el movimiento del ion en la superposición deseada.
La medición no servía simplemente para observar el resultado. Formaba parte de la propia fabricación del estado: separaba nuevamente el movimiento del cúbit y dejaba al oscilador dentro de la configuración elegida. Como las interacciones utilizadas eran unitarias, podían encadenarse varias operaciones sin destruir lo creado en los pasos anteriores.
El resultado fue una caja de herramientas capaz de construir superposiciones con componentes diferentes y regular de manera independiente su intensidad, fase, orientación, probabilidad y distancia.
“Este enfoque nos proporcionó una herramienta para esculpir superposiciones cuánticas con casi cualquier forma”, explicó Sebastian Saner, autor principal del estudio, en el comunicado difundido por la Universidad de Oxford.
Gatos comprimidos, tricomprimidos y cuádruplemente comprimidos
Entre las configuraciones utilizadas aparecen los llamados estados squeezed o comprimidos. En ellos, la incertidumbre cuántica no desaparece, algo prohibido por el principio de incertidumbre, pero sí se redistribuye: se reduce en una propiedad a cambio de aumentar en otra.
Esta capacidad es especialmente valiosa en metrología. Al concentrar la incertidumbre lejos de la variable que se quiere medir, los investigadores pueden detectar señales mucho más pequeñas de lo que permitirían los estados convencionales.
Oxford fue más allá al emplear también estados trisqueezed y quadsqueezed. Estas interacciones de tercer y cuarto orden generan estructuras no gaussianas bastante más complejas, con geometrías y simetrías que no aparecen en las configuraciones comprimidas habituales.
El gran avance no consiste únicamente en haber generado esos estados, algo que la misma plataforma ya había conseguido anteriormente. Esta vez, los investigadores lograron combinarlos coherentemente dentro de una misma superposición.
Entre las demostraciones se encuentra un estado formado por un componente comprimido y otro tricomprimido. También construyeron superposiciones entre dos estados tricomprimidos, dos cuádruplemente comprimidos y configuraciones desplazadas espacialmente cuyas dos partes seguían siendo no clásicas y no gaussianas.
Dicho de una manera más sencilla: el gato ya no tiene que elegir solamente entre dos versiones parecidas de sí mismo. Cada mitad puede poseer una estructura cuántica diferente.
La extraña imagen que demuestra que no era una mezcla clásica
Para comprobar qué habían creado, los científicos recurrieron a la tomografía cuántica. Esta técnica reconstruye el estado completo a partir de numerosas mediciones y permite representarlo mediante una función de Wigner.
La función de Wigner se parece a una distribución de probabilidades en el espacio de fases, pero admite algo imposible para una probabilidad clásica: regiones con valores negativos. Esa negatividad constituye una de las firmas más claras de que el sistema no puede explicarse como una simple mezcla estadística de estados ordinarios.
Las reconstrucciones realizadas en Oxford mostraron esas zonas negativas junto con complejos patrones de interferencia. Una superposición de dos estados tricomprimidos produjo, por ejemplo, una llamativa simetría rotacional de orden seis.
Para una misma energía media, las nuevas configuraciones presentaron una mayor utilidad como recurso cuántico que los gatos tradicionales o algunos estados de Fock. El equipo relaciona esta propiedad con la dificultad de reproducir eficientemente su comportamiento mediante cálculos clásicos.
No significa que sean “más cuánticas” en un sentido absoluto. Sí indica que contienen recursos no clásicos especialmente intensos y potencialmente aprovechables para tareas concretas.
Por qué sus formas podrían proteger información cuántica
Uno de los principales obstáculos de la computación cuántica es la fragilidad. El ruido ambiental, las pequeñas imperfecciones del equipo y las interacciones no deseadas pueden alterar el estado de un sistema y destruir la información almacenada.
Los estados de osciladores ofrecen una manera alternativa de enfrentarse a ese problema. En lugar de guardar la información únicamente en dos niveles, pueden distribuirla por una estructura mucho más amplia y utilizar su geometría para identificar determinadas alteraciones.
Las simetrías rotacionales obtenidas en Oxford podrían resultar especialmente útiles. Algunos errores desplazan o rotan ligeramente el estado dentro del espacio de fases; una arquitectura con múltiples orientaciones distinguibles puede ayudar a detectar esas modificaciones antes de que arruinen el cálculo.
El artículo no presenta todavía un nuevo ordenador cuántico ni demuestra un código completo de corrección de errores. Lo que ofrece es una familia adicional de recursos con los que, en el futuro, podrían construirse códigos bosónicos más complejos, realizar simulaciones cuánticas o diseñar sensores especializados.
Por ejemplo, los autores señalan que algunas superposiciones comprimidas podrían emplearse como sensores de desplazamiento. En una plataforma de iones atrapados, eso permitiría medir campos eléctricos extremadamente pequeños.
La técnica no está atada a un único átomo
Otra de las claves del trabajo es que el procedimiento no depende exclusivamente del estroncio ni de la configuración exacta utilizada en Oxford.
Según explican los autores, podría adaptarse a cualquier plataforma en la que un oscilador armónico cuántico esté acoplado a un sistema de espín. Entre las posibilidades mencionan los circuitos superconductores, los átomos dentro de cavidades, las pinzas ópticas y las nanopartículas suspendidas.
También sería posible conectar varios modos de oscilación y fabricar superposiciones aún mayores, aunque aumentar el tamaño y mantener la coherencia será un desafío experimental considerable.
En sistemas con osciladores más masivos, esta estrategia podría incluso utilizarse para investigar dónde comienza a desvanecerse la superposición cuántica y emerge el comportamiento clásico. Los autores plantean, como posibilidad a largo plazo, que esos experimentos ayuden a estudiar la todavía misteriosa relación entre la gravedad y la mecánica cuántica. Se trata de una perspectiva futura, no de algo demostrado por el experimento actual.
Por ahora, el avance es más concreto: los físicos ya no están limitados a fabricar unas pocas versiones predeterminadas del gato de Schrödinger. Pueden elegir qué clase de estados lo forman, modificar sus propiedades y combinarlos dentro de arquitecturas que antes apenas podían explorarse mediante ecuaciones.
La paradoja concebida para revelar lo extraña que parecía la mecánica cuántica se ha convertido así en una herramienta de ingeniería. El gato ya no está solamente vivo y muerto al mismo tiempo. Ahora también puede ser comprimido, rotado, separado y construido prácticamente a medida.
