En este artículo se presenta de forma clara y detallada el hito logrado por el experimento BASE del CERN: la creación del primer qubit compuesto por antimateria. Un antiproton fue manipulado como un qubit cuántico, permitiendo mantener su estado de spin durante unos impresionantes 50 segundos. Se explican las técnicas empleadas –trampas Penning y espectroscopía cuántica coherente– así como sus implicaciones para la física fundamental, especialmente en la búsqueda de diferencias entre materia y antimateria. También se abordan los desafíos y los desarrollos futuros, como el sistema BASE‑STEP que podría extender la coherencia aún más y posibilitar mediciones con una precisión inédita.

Un qubit diferente: antimateria bajo control cuántico

Hasta ahora, los qubits han sido realizados con electrones, iones o superconductores, pero nunca con antimateria. En el experimento BASE del CERN, un antiproton fue atrapado en una trampa electromagnética tipo Penning y manipulado para oscilar entre dos estados de spin (“arriba” y “abajo”) de forma coherente durante unos 50 segundos.. Esta hazaña no solo representa el primer qubit de antimateria, sino también la primera observación de transiciones cuánticas coherentes en un único momento magnético nuclear libre, un concepto típico de los libros de física hasta ahora nunca visto experimentalmente.

La técnica tras la hazaña: espectroscopía cuántica coherente

Para alcanzar ese nivel de control, el equipo utilizó una técnica llamada espectroscopía de transición cuántica coherente. Tras aislar al antiproton en una trampa Penning, fue trasladado a un sistema de múltiples trampas donde se suprimió el ruido magnético y otras fuentes de decoherencia. Como explica el portavoz Stefan Ulmer, es como empujar a un columpio con el ritmo justo para que continúe oscilando suavemente: así el spin del antiproton pudo mantenerse en superposición durante casi un minuto.

¿Por qué importa? Implicaciones para simetrías fundamentales

Aunque los qubits suelen asociarse a la computación cuántica, este no tiene aplicaciones prácticas inmediatas. Su potencial radica en testear la simetría carga-paridad-tiempo (CPT), una piedra angular del modelo estándar de la física de partículas. Según esta simetría, materia y antimateria deberías comportarse idénticamente, pero el universo observable contiene mucha más materia que antimateria, lo que plantea un misterio sin resolver conocido como el problema de la asimetría bariónica. La precisión obtenida en el momento magnético del antiproton con estas técnicas podría mejorar entre 10 y 100 veces las mediciones actuales.

Hacia adelante: BASE‑STEP y futuros ensayos cuánticos

El éxito del experimento BASE es solo el principio. El equipo desarrollará BASE‑STEP, un sistema de trampa portátil que permitirá trasladar antiprotones hacia laboratorios con entornos magnéticos más tranquilos, lo que podría extender el tiempo de coherencia hasta 500 segundos.. Con esa mejora, serían factibles mediciones de propiedades del antiproton con una precisión sin precedentes, lo que abriría nuevas posibilidades para detectar desviaciones de la simetría CPT. Además, el programa global AD/ELENA de CERN está impulsando múltiples experimentos de antimateria que profundizan en temas como gravedad cuántica, interacción con materia oscura y comportamiento cuántico de núcleos exóticos.

Conclusión

El logro del primer qubit de antimateria marca un hito histórico en la física cuántica: por primera vez se logra controlar un antiproton de manera coherente como un qubit cuántico durante 50 segundos. Aunque no será útil en el desarrollo inmediato de la computación cuántica, su valor radica en abrir una nueva vía para experimentar con antimateria de forma altamente precisa, lo que podría contribuir a resolver enigmas como la asimetría entre materia y antimateria y posibles desviaciones de la simetría CPT. Con avances futuros como BASE‑STEP y entornos más estables, los físicos podrían alcanzar coherencias de hasta 500 segundos, allanando el camino a mediciones diez o incluso cien veces más precisas.