Un ser vivo puede vivir una experiencia cuántica, según una investigación

Un experimento ha comprobado por primera vez que el entrelazamiento cuántico se puede conseguir en un organismo multicelular, pero solo si lo llevamos a un estado situado entre la vida y la muerte. Un experimento que ha despertado polémica.

Un tardígrado se ha entrelazado cuánticamente con un cúbit superconductor, en el primer experimento que coloca a un organismo multicelular en este extraño estado físico y plantea interrogantes sobre lo que significa que los seres vivos se enreden de la misma forma que lo hacen las partículas elementales.

El entrelazamiento cuántico es uno de los fenómenos más desconcertantes de la mecánica cuántica. Cuando dos partículas, como los átomos, los fotones o los electrones, se entrelazan, experimentan un vínculo inexplicable que se mantiene incluso si las partículas están en lados opuestos del universo.

Mientras están entrelazadas, el comportamiento de las partículas está ligado entre sí. Si se encuentra una partícula girando en una dirección, por ejemplo, entonces la otra partícula cambia instantáneamente su giro para alinearse con ella, siguiendo el comportamiento propio del entrelazamiento cuántico.

Esta interacción en tiempo real de partículas separadas por largas distancias se conoce como no localidad y provoca que las mediciones de las propiedades observadas en una de las partículas, por ejemplo los fotones, están estrechamente relacionadas con las mediciones realizadas en el otro fotón.

Animales extremos

Los tardígrados son animales microscópicos que pueden sobrevivir a temperaturas y presiones extremas en un estado de hibernación: por esta razón fueron seleccionados para vivir una experiencia cuántica.

Los tardígrados, también llamados "osos de agua", son seres microscópicos: miden entre 0,5 milímetros y 0,05 milímetros, aunque a pesar de su reducido tamaño, son mucho mayores que las partículas capaces de alcanzar el entrelazamiento cuántico.

Lo que ha realizado esta investigación es colocar un ejemplar de tardígrado (de la especie Ramazzottius varieornatus) en un estado de hibernación entre dos cúbits superconductores.

El cúbit es la unidad básica de información de la computación cuántica que manifiesta un sistema con dos estados propios simultáneos.

El animal fue unido artificialmente a un cúbit que a su vez estaba entrelazado a un segundo cúbit, mientras el espacio del experimento fue llevado a un vacío casi perfecto para reducir cualquier influencia externa sobre los cúbits y el tardígrado.

Estas condiciones permitieron a los científicos describir todo el sistema así creado solo en términos físicos, sin tener que considerar el aspecto biológico del tardígrado.

De esta forma descubrieron que las propiedades físicas del organismo biológico se habían vinculado a las propiedades de los cúbits entrelazados, comprobando así por primera vez que un organismo vivo puede vivir una experiencia cuántica, hasta ahora considerada exclusiva de las partículas elementales.

La sorpresa mayúscula vino después. Cuando los investigadores sacaron lentamente al tardígrado de su letargo cuántico, comprobaron que había sobrevivido: era el tercer candidato en someterse al experimento, pero los dos primeros no lo superaron.

También comprobaron que había batido un nuevo récord para su especie: la temperatura a la que había sido sometido, de apenas 0.01°C por encima del cero absoluto, es la más baja a la que ha sobrevivido un tardígrado.

Implicaciones

Los investigadores han llegado a esta conclusión porque, si el animal hubiera mantenido activo algún proceso químico, no se habría producido el entrelazamiento cuántico del tardígrado.

Esta constatación es importante porque a nivel científico todavía se piensa que los tardígrados mantienen algo de su metabolismo cuando entran en estado de hibernación, algo que esta investigación parece cuestionar.

Lo que pone de manifiesto también esta investigación es que el animal estaba vivo antes y después del entrelazamiento, aunque no se puede asegurar con toda certeza de que estuviera realmente vivo durante el entrelazamiento.

Hasta ahora se sabe que un organismo en estado criptobiótico puede vivir indefinidamente hasta que las condiciones vuelvan a ser de nuevo favorables para la vida, pero quedan dudas sobre lo que ha pasado durante el entrelazamiento en el interior del organismo tardígrado.

Los investigadores destacan que no se sabe qué parte del organismo participó del entrelazamiento, ni realmente cómo pudo producirse en un animal que durante el experimento no estaba ni vivo ni muerto.

Estas dudas no impedirán a los investigadores enredar cuánticamente otras formas de vida en el futuro, señalan en un artículo publicado en arXiv.

Escalada del entrelazamiento

En cualquier caso, el resultado obtenido en este experimento permite escalar aún más el entrelazamiento cuántico, que ya ha dado sus primeros pasos en el campo biológico.

En 2017, investigadores norteamericanos entrelazaron la polaridad de dos fotones liberados por una proteína y al separarlos mostraban la misma polarización.

El descubrimiento constató por primera vez que el entrelazamiento cuántico funciona también en un sistema biológico.

En 2019 se descubrió también que el entrelazamiento cuántico funciona a escala de objetos masivos y no sólo a nivel de átomos, fotones y electrones.

Otra investigación del mismo año constató asimismo que el entrelazamiento cuántico no es exclusivo de parejas de dos partículas elementales, sino que puede extenderse a tres fotones y generar una red cuántica inédita.

Parece por tanto que estamos en plena escalada del entrelazamiento cuántico, que ahora habría llegado por primera vez a la dimensión multicelular en un estado que se sitúa entre la vida y la muerte.

De todas formas, este resultado ha sido recibido con escepticismo en las redes sociales y otros foros, ya que se considera imposible que un tardígrado haya podido alcanzar un estado cuántico. Sin embargo, algunos medios relevantes como Physics World y NewScientist han sido más comprensivos con el resultado. La polémica está servida.

Referencia

Entanglement between superconducting qubits and a tardigrade. K. S. Lee et al. arXiv:2112.07978v2 [quant-ph].