El famoso gato de Schrödinger nació como un experimento mental. En 1935, el físico Erwin Schrödinger imaginó un gato encerrado en una caja cuyo destino dependía de un proceso cuántico. Mientras no abriéramos la caja, el gato quedaría descrito como una combinación de dos posibilidades: vivo y muerto.
Por supuesto, ningún gato real tiene que estar en semejante situación. La idea de Schrödinger servía para mostrar lo extraño que resulta aplicar las reglas de la mecánica cuántica a objetos que estamos acostumbrados a considerar cotidianos.
Casi un siglo después, los físicos siguen intentando llevar este tipo de superposiciones cada vez más lejos. Y ahora un equipo del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica ha conseguido crear estados cuánticos de luz que pueden considerarse una versión óptica del famoso gato de Schrödinger, alcanzando un tamaño récord para este tipo de estados.
El trabajo, publicado en septiembre de 2026 por Hendrik Hegels, Mae Eichenberger, Gerhard Rempe y Stephan Dürr, utiliza una combinación especialmente interesante de luz, átomos ultrafríos, una cavidad óptica y átomos de Rydberg. El resultado es un estado cuántico en el que dos posibilidades diferentes para la luz quedan además entrelazadas con el estado de polarización de otro fotón.
Cuando un fotón puede estar en dos posibilidades
Para entender el experimento hay que olvidarse por un momento del gato y pensar en la luz.
En física cuántica, un estado coherente de luz puede imaginarse, de manera muy simplificada, como un estado bien definido del campo electromagnético. Los investigadores pueden preparar una superposición de dos de estos estados, representados habitualmente como |α⟩ y |−α⟩.
La situación se vuelve todavía más interesante cuando esa superposición se entrelaza con otra propiedad cuántica. En este experimento, la propiedad utilizada es la polarización de un fotón.
El resultado es lo que los investigadores denominan un estado entrelazado híbrido, o HES por sus siglas en inglés. De forma esquemática, podemos imaginarlo así: si el fotón de control tiene una determinada polarización, la luz queda asociada a un estado coherente; si tiene la otra polarización, queda asociada al estado coherente contrario.
Lo importante es que las dos posibilidades no están simplemente una al lado de la otra. Están conectadas mediante entrelazamiento cuántico.
Esta combinación resulta especialmente interesante porque une dos formas diferentes de representar información cuántica. Por un lado tenemos los llamados sistemas de variables discretas, como la polarización de un fotón. Por otro, los sistemas de variables continuas, que describen estados de la luz mediante magnitudes que pueden adoptar muchos valores.
La idea de combinar ambas posibilidades es una de las razones por las que estos estados despiertan interés para la computación y las comunicaciones cuánticas.
El papel de los átomos de Rydberg
Aquí aparece uno de los elementos más interesantes del experimento: los átomos de Rydberg.
Se trata de átomos cuyos electrones han sido excitados a estados de energía muy elevados. En esas condiciones, los átomos pueden interactuar entre sí de una manera mucho más intensa que en situaciones normales.
Estas interacciones permiten conseguir algo extraordinariamente útil para la óptica cuántica: hacer que los fotones interactúen entre ellos de manera efectiva.
Normalmente los fotones atraviesan unos a otros sin apenas interactuar. Conseguir que un fotón pueda modificar el comportamiento de otro es, precisamente, una de las piezas que hacen posible construir dispositivos ópticos cuánticos.
Los investigadores combinan estas propiedades de los átomos de Rydberg con una cavidad óptica y un fenómeno conocido como transparencia electromagnéticamente inducida, o EIT. El resultado es una plataforma capaz de generar los estados de luz necesarios para construir el «gato» cuántico.
¿Cómo se fabrica el gato cuántico?
El procedimiento puede parecer complicado, pero la idea general es bastante sencilla.
Primero se prepara un fotón de control cuya polarización está en una superposición de dos posibilidades. Una de ellas hace que el fotón quede almacenado temporalmente como una excitación de Rydberg dentro de la cavidad, mientras que la otra hace que siga otro camino.
Después se introduce un pulso de luz que actúa como objetivo. Dependiendo del estado en el que se encuentre el sistema, ese pulso experimenta una modificación diferente al reflejarse en la cavidad. En particular, puede adquirir un desplazamiento de fase de π.
Finalmente, el fotón de control se recupera y se combinan de nuevo los dos caminos.
El resultado ideal es un estado en el que la polarización del fotón de control queda entrelazada con dos estados diferentes de la luz. Es precisamente esta combinación la que los investigadores identifican como un estado gato de Schrödinger híbrido.
Dicho de una forma más intuitiva, el experimento consigue que una propiedad de un fotón nos indique en qué «rama» de la superposición se encuentra el otro campo de luz.
Un gato cuántico más grande
Uno de los principales resultados del trabajo es el tamaño alcanzado por esta superposición.
Los investigadores utilizan un parámetro denominado α² para caracterizar el tamaño efectivo del estado gato. En este experimento alcanzaron un valor de 2,4, que los autores presentan como un récord mundial para estados ópticos híbridos entrelazados de este tipo.
Puede parecer un número pequeño, pero en este contexto no se trata simplemente de contar objetos. El parámetro mide la separación efectiva entre las dos componentes coherentes de la superposición.
Cuanto mayor es esa separación, más diferentes son las dos posibilidades que forman el estado cuántico y, por tanto, más interesante resulta desde el punto de vista de la llamada macroscopicidad cuántica.
Para hacernos una idea, los experimentos anteriores con medios no lineales tradicionales habían alcanzado valores de aproximadamente 0,8 para este tipo de estados híbridos. Un experimento anterior basado en un único átomo dentro de una cavidad había llegado a 1,4. El nuevo trabajo lleva esa cifra hasta 2,4.
Pero el mundo cuántico no perdona los errores
Crear una superposición cuántica es difícil. Mantenerla intacta es todavía más difícil.
El principal problema del experimento es la pérdida de fotones durante la generación del estado. Cuando un fotón se pierde, el entorno puede obtener información sobre lo que estaba ocurriendo en el sistema. Esa información destruye parte de la coherencia necesaria para mantener una superposición cuántica limpia.
Los investigadores estiman una pérdida efectiva durante la generación del estado del 20,2 %. Además, el sistema presenta otros problemas relacionados con el tiempo de interacción, el bloqueo incompleto de los átomos, la interacción de la propia luz consigo misma y el ruido de fase de los láseres.
Por eso el estado que se obtiene en el laboratorio no es un «gato perfecto». Es más apropiado hablar de un estado cuántico parcialmente afectado por la decoherencia.
Aun así, los resultados muestran claramente las características cuánticas que se buscan.
Una huella imposible de explicar con física clásica
Una de las herramientas utilizadas para comprobar el carácter cuántico de estos estados es la función de Wigner.
Aunque su nombre pueda sonar intimidante, podemos pensar en ella como una especie de mapa que permite visualizar determinadas propiedades de un estado cuántico de luz.
En los estados gato aparecen unas estructuras de interferencia características. Además, la función de Wigner puede presentar regiones negativas. Esa negatividad es una de las señales de que estamos ante un estado que no puede describirse mediante una explicación clásica sencilla.
En el experimento, los investigadores observaron precisamente esas regiones negativas en los estados gato obtenidos. Para el mayor tamaño estudiado, α² = 2,4, la función de Wigner corregida por las pérdidas alcanzó un mínimo de −0,085.
También encontraron evidencias de entrelazamiento entre la polarización del fotón de control y el estado de la luz. La fidelidad con un estado de Bell alcanzó un máximo del 83,4 % en las medidas corregidas por pérdidas, mientras que para el estado de mayor tamaño la fidelidad fue del 51,2 %.
¿Por qué es importante todo esto?
La investigación no pretende construir un gato real en una caja. Lo interesante es utilizar la mecánica cuántica para crear y controlar superposiciones cada vez mayores en sistemas ópticos.
Los estados gato tienen interés fundamental porque permiten estudiar hasta qué punto pueden mantenerse las propiedades cuánticas cuando las diferencias entre los estados superpuestos aumentan. También están relacionados con preguntas más profundas sobre la transición entre el mundo cuántico y el mundo clásico.
Pero hay además una vertiente tecnológica.
Los estados entrelazados híbridos pueden utilizarse como recurso para determinados métodos de computación y comunicación cuánticas. La posibilidad de combinar variables discretas y continuas podría permitir aprovechar las ventajas de ambos tipos de codificación.
Todavía estamos lejos de convertir este experimento en un componente de un ordenador cuántico práctico. El propio trabajo muestra que existen pérdidas y fuentes de decoherencia importantes. Pero precisamente por eso resulta interesante que los investigadores hayan conseguido aumentar el tamaño del estado sin perder completamente sus propiedades cuánticas.
El próximo paso: hacer el gato todavía más grande
Una de las conclusiones más interesantes del estudio es que el récord de 2,4 no parece representar necesariamente un límite fundamental de esta tecnología.
Los autores señalan varias formas de mejorar el experimento. Una de ellas sería aumentar la duración del pulso de luz, aunque eso exigiría utilizar una fibra de retardo más larga. También se podría reducir el tamaño de la nube de átomos para mejorar el bloqueo y disminuir el ruido de fase de los láseres.
Si estas mejoras funcionan como esperan los investigadores, sería posible generar estados gato todavía mayores.
Y ahí está probablemente la parte más fascinante de este experimento. No estamos ante un intento de hacer realidad literalmente al gato de Schrödinger, sino ante algo más interesante desde el punto de vista científico: una forma de convertir aquella extraña idea de 1935 en un objeto físico que puede producirse, medirse y estudiarse en el laboratorio.
Casi un siglo después de que Schrödinger utilizara su famoso gato para mostrar lo extraño que podía resultar el mundo cuántico, los físicos siguen intentando averiguar hasta dónde puede llegar esa extrañeza.
Y esta vez el gato no está encerrado en una caja.
Está hecho de luz.
Referencia: H. Hegels, M. Eichenberger, G. Rempe y S. Dürr, Optical Schrödinger cat states generated using cavity Rydberg quantum photonics, arXiv:2609.27983v1, 23 de septiembre de 2026.