Científicos han logrado la primera observación de un trenzado no abeliano no adiabático en ondas de materia, un fenómeno cuántico fundamental con implicaciones para la computación cuántica tolerante a fallos. Este avance se realizó manipulando el estado interno (espín) de átomos de rubidio-87 (87Rb) en un condensado de Bose-Einstein. El trenzado no abeliano es crucial porque las operaciones realizadas de esta manera son inherentemente robustas frente a pequeñas perturbaciones, lo que las hace atractivas para codificar información cuántica de forma topológica.

El trenzado topológico, una característica de las partículas no abelianas, permite que el intercambio de partículas altere el estado cuántico del sistema de una manera que depende del orden de los intercambios. Hasta ahora, las demostraciones de trenzado topológico se habían limitado principalmente a regímenes adiabáticos, donde los cambios se producen lentamente permitiendo que el sistema permanezca en su estado fundamental. La novedad de este trabajo reside en la realización del trenzado en un régimen no adiabático, lo que significa que las operaciones son mucho más rápidas y no requieren que el sistema se mantenga en el estado fundamental, abriendo la puerta a tiempos de coherencia más largos y a una mayor velocidad de operación.

Para lograr esto, el equipo empleó un método que induce un trenzado no abeliano entre los estados de espín de los átomos de rubidio. Este proceso implica la manipulación precisa de campos magnéticos y láseres para controlar las interacciones entre los átomos y sus estados internos. La clave fue diseñar una secuencia de operaciones que permitiese el intercambio efectivo de las "partículas" (en este caso, los estados de espín) de forma no adiabática, demostrando la robustez del trenzado mediante la observación de los cambios resultantes en el estado cuántico del sistema.

Este hito representa un paso significativo hacia la construcción de ordenadores cuánticos topológicos. La capacidad de realizar trenzados no abelianos de forma no adiabática podría permitir la creación de cúbits topológicos más estables y rápidos, superando una de las principales barreras en la computación cuántica: la decoherencia. Aunque aún queda un largo camino, esta demostración experimental refuerza la viabilidad de enfoques topológicos para la computación cuántica y podría inspirar nuevas investigaciones en la manipulación de estados cuánticos complejos.