Los investigadores, entre ellos el profesor Philipp Bitzenbauer, experto en educación física de la Universidad de Leipzig, se centran en objetos llamados 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 las tecnologías cuánticas modernas.
Según Bitzenbauer, hasta ahora no se han realizado estudios empíricos sobre la eficacia de estos métodos que utilizan sistemas de dos estados para desarrollar la comprensión conceptual de los alumnos. También faltan investigaciones científicas sobre las ventajas y desventajas específicas de aprender diferentes métodos de enseñanza basados en sistemas 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, los conceptos pedagógicos que los dos estados En realidad, este sistema parece ser más propicio para el aprendizaje que el enfoque tradicional”, afirmó el experto en educación física de Leipzig, primer autor del artículo.
Hacer de los sistemas de dos estados un punto de partida para comprender la física cuántica ha sido objeto de mucho debate en los últimos años. Según Bitzenbauer, este enfoque abre la puerta a tecnologías cuánticas avanzadas, ya sea criptografía cuántica o computación cuántica. Uno de los objetivos 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 descomponer números grandes en factores primos.
“Mi equipo y yo trabajamos para que los escolares puedan acceder al potencial innovador de las tecnologías cuánticas”, afirma Bitzenbauer. La Sociedad Estadounidense de Física (APS) lo invitó a presentar los resultados del proyecto en la Cumbre Global de Física de la APS en Los Ángeles en marzo de 2025.
Bitzenbauer explica que 2025 será el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas: la comunidad científica podrá recordar 100 años de historia mundial de la mecánica cuántica. Y continúa 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 el control y la manipulación de un solo electrón, un solo fotón o, más comúnmente, solo grados de libertad en sistemas cuánticos de sistemas de muchos cuerpos. Los sistemas cuánticos más simples e importantes tienen sólo dos grados de libertad. .- un sistema de dos estados y este es el punto de partida para la enseñanza de la física cuántica en las escuelas”.
