Los investigadores, entre ellos el profesor Philipp Bitzenbauer, experto en educación física de la Universidad de Leipzig, se centraron en objetos conocidos como qubits. Se trata de sistemas de dos estados, los sistemas cuánticos más simples y al mismo tiempo más importantes, con los que se pueden describir muchas situaciones. Controlar y manipular estos qubits juega un papel central en la tecnología cuántica moderna.
Según Bitzenbauer, hasta ahora no se han realizado estudios empíricos sobre la eficacia de este enfoque que utiliza un sistema de dos estados para desarrollar la comprensión conceptual en los estudiantes. También faltan investigaciones científicas sobre las ventajas y desventajas específicas de aprender diferentes métodos de enseñanza basados en el sistema de dos Estados. “Utilizando el ejemplo de los procesos de medición cuántica, uno de los problemas centrales de la física cuántica, mostramos cómo desarrollar un método de encuesta que luego puede usarse en el campo como parte de estudios de intervención. En general, enseñar conceptos que se centran en dos estados Los sistemas tradicionales parecen ser más propicios para el aprendizaje que los métodos”, afirma el experto en educación física de Leipzig, primer autor del artículo.
Hacer de los sistemas de dos estados el punto de partida para comprender la física cuántica ha sido objeto de mucha discusión en los últimos años. Según Bitzenbauer, este enfoque abre la puerta a las tecnologías cuánticas modernas, ya sea la criptografía cuántica o la computación cuántica. Uno de los propósitos de la criptografía cuántica es proteger las comunicaciones contra escuchas ilegales. Las computadoras cuánticas se pueden utilizar para resolver problemas que incluso las supercomputadoras pueden resolver después de mucho tiempo o no resolver, como dividir números enteros grandes en factores primos.
“Mi equipo y yo trabajamos para que los escolares puedan acceder al potencial innovador de la tecnología cuántica”, afirma Bitzenbauer. La Sociedad Estadounidense de Física (APS) lo invitó a presentar los resultados del proyecto en la Cumbre Mundial de Física de la APS en marzo de 2025 en Los Ángeles.
Bitzenbauer señaló que 2025 será el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas: la comunidad científica podrá recordar 100 años en los que la mecánica cuántica hizo historia en el mundo. Y continúa haciéndolo hoy, aunque a un nivel más avanzado. Los científicos hablan de una segunda revolución cuántica que dará forma al nuevo siglo de la misma manera que la primera revolución cuántica moldeó el siglo XX. “Hoy en día, la atención se centra en la transición de sistemas de muchos cuerpos a un control y manipulación de sistemas cuánticos de un solo electrón, un solo fotón o, más generalmente, de un solo grado de libertad. Los sistemas cuánticos más simples e importantes tienen sólo dos grados de libertad: el sistema de dos estados, y es en la escuela el punto de partida para la enseñanza de la física cuántica”.